Pharmacokinetic and pharmacogenetic factors influencing plasma and cellular antiretroviral drug disposition

Abstract: The improvement in antiretroviral drug therapy has transformed HIV infection into a chronic disease. However, treatment failure and drug toxicity are frequent. Inadequate response to treatment is clearly multifactorial and, therefore, dosage individualisation based on demographic factors, genetic markers and measurement of cellular and plasma drug level may enhance both drug efficacy and tolerability. At present, antiretroviral drugs levels are monitored in plasma, whereas only drugs penetrating into cells are able to exert an antiviral activity, suggesting that cellular drug determination may more confidently reflect drug exposure at the site of pharmacological action. The overall objective of this thesis is to provide a better understanding of the Pharmacokinetic and pharmacogenetic factors influencing the plasma and cellular disposition of antiretroviral drugs. To that endeavour, analytical methods for the measurements of plasma and cellular drug levels have been developed and validated using liquid chromatography methods coupled with ultraviolet and tandem mass spectrometry detection, respectively. Correlations between plasma and cellular exposures were assessed during observational and experimental studies. Cytochrome (CYP) 2B6, efflux transporters (ABCB1, ABCC1, ABCC2 and ABCG2) and orosomucoid (ORM) polymorphisms were determined and were related to plasma and cellular exposures, as well as toxicity of antiretroviral drugs. A Pharmacokinetic population model was developed to characterise inter- and intra-patient variability of atazanavir pharmacokinetics, and to identify covariates influencing drug disposition. In that context, a Pharmacokinetic interaction study between atazanavir and lopinavir, both boosted with ritonavir, has beén conducted to assess the safety and pharmacokinetics of this boosted double-protease inhibitors regimen. Well to moderately-correlated cellular and plasma drug levels are .observed or protease inhibitors, whereas for efavirenz and nevirapine these correlations are weak. Cellular exposure, and CYP2B6 genotype (516G>T) are predictors of efavirenz neuropsychological toxicity. Nevirapine plasma exposure is also influenced by CYPZB6 polymorphism. Nelfinavir cellular exposure appears to be significantly associated only with ABCB1 genotype (3435C>T and intron 26 + 80T>C). Indinavir and lopinavir clearance and lopinavir cellular/plasma exposure ratio are influenced by the concentration of the variant S of ORM, suggesting-a specific binding of these drugs to this variant. Nelfinavir and efavirenz are not influenced by ORM concentration and phenotype. The Pharmacokinetic parameters of atazanavir are adequately described by our population model. The atazanavir-lopinavir interaction study indicates no influence on plasma and cellular atazanavir pharmacokinetics, while limited decrease in lopinavir concentrations was observed after atazanavir addition. The residual variability unexplained by the considered variables suggests that other covariates either uncontrolled at present or remaining to be identified, such as genetic and environmental factors influence antiretroviral drug pharmacokinetics, with substantial impact on treatment efficacy and tolerability. In that context, a comprehensive approach taking into account drug pharmacokinetics and patient genetic background is expected to contribute to increase treatment success, and to reduce the occurrence of adverse drug reactions by stratifying patients in an individualised antiretroviral therapy approach. Résumé Facteurs pharmacocinétiques et pharmacogénétiques influençant l'exposition plasmatique et cellulaire des antirétroviraux Les progrès de la thérapie antirétrovirale ont transformé l'infection par le VIH d'une affection mortelle à une maladie chronique. En dépit de ce succès, l'échec thérapeutique et la toxicité médicamenteuse restent fréquents. Une réponse inadéquate au traitement est clairement multifactorielle et une individualisation de la posologie des médicaments qui se baserait sur les facteurs démographiques et génétiques des patients et sur les taux sanguins des médicaments pourrait améliorer à la fois l'efficacité et la tolérance de la thérapie. Par ailleurs, seules les concentrations plasmatiques sont actuellement considérées pour le suivi thérapeutique des médicaments, alors que les taux cellulaires pourraient mieux refléter l'activité de ses médicaments qui agissent au niveau intracellulaire. L'objectif global de cette thèse était de mieux comprendre les facteurs pharmacocinétiques et pharmacocénétiques influençant l'exposition plasmatique et cellulaire des médicaments antirétroviraux. A cet effet, des méthodes pour quantifier les concentrations plasmatiques et cellulaires des antirétroviraux ont été développées et validées en utilisant la chromatographie liquide couplée à la détection ultraviolette et la spectrométrie de masse en tandem, respectivement. La corrélation entre l'exposition cellulaire et plasmatique de ces médicaments a été étudiée lors d'études observationnelles et expérimentales. Les polymorphismes du cytochrome (CYP) 2B6, ainsi que des transporteurs d'efflux (ABCB1, ABCC1, ABCC2 et ABCG2) et de l'orosomucoïde (ORM) ont été déterminés et corrélés avec l'exposition plasmatique et cellulaire des antirétroviraux, ainsi qu'à leur toxicité. Un modèle de pharmacocinétique de population a été établi afin de caractériser la variabilité inter- et intra-individuelle de l'atazanavir, et d'identifier les covariables pouvant influencer le devenir de ce médicament. Dans ce contexte, une étude d'interaction entre l'atazanavir et le lopinavir a été effectuée afin de déterminer la sécurité et le profil pharmacocinétique de ce régime thérapeutique. Des corrélations modérées à bonnes ont été observées entre les taux cellulaires et plasmatiques des inhibiteurs de protéase, alors que pour l'efavirenz et la névirapine ces corrélations sont faibles. L'exposition cellulaire, ainsi que le génotype du CYP2B6 (516G>T) sont des indices de la toxicité neuropsychologique de l'efavirenz. L'exposition plasmatique de la névirapine est également influencée par le polymorphisme du CYPZB6. L'exposition cellulaire du nelfinavir est significativement associée au génotype du ABCB1 (3435C>T et intron 26 + 80T>C). La clairance de l'indinavir et du lopinavir, ainsi que le rapport entre exposition cellulaire et plasmatique du lopinavir sont influencés par la concentration du variant S de l'ORM, suggérant une liaison spécifique de ces médicaments à ce variant. La clairance du nelfinavir et de l'efavirenz n'est pas influencée ni par la concentration ni par le phénotype de l'ORM. Les paramètres pharmacocinétiques de l'atazanavir ont été décrits de façon adéquate par le modèle de population proposé. De plus, le lopinavir n'influence pas les concentrations plasmatiques et cellulaires de l'atazanavir; alors que celui-ci conduit à une baisse limitée des taux de lopinavir. L'importante variabilité pharmacocinétique des antirétroviraux suggère que d'autres facteurs génétiques et environnementaux -qui restent encore à découvrir- influencent également leur disponibilité. Dans un proche futur, une prise en charge qui tienne. compte de la pharmacocinétique des médicaments et des caractéristiques génétiques du patient devrait permettre d'individualiser le traitement, contribuant certainement à une amélioration de la réponse thérapeutique et à une diminution de la toxicité. Résumé grand public Facteurs pharmacocinétiques et pharmacogénétiques influençant l'exposition plasmatique et cellulaire des antirétroviraux Les progrès effectués dans le traitement de l'infection par le virus de l'immunodéficience humaine acquise (VIH), ont permis de transformer une maladie avec un pronostic sombre, en une maladie chronique traitable avec des médicaments de plus en plus efficaces. Malgré ce succès, de nombreux patients ne répondent pas de façon optimale à leur traitement et/ou souffrent d'effets indésirables médicamenteux entraînant fréquemment une modification de leur thérapie. Actuellement, le suivi de la réponse au traitement s'effectue par la mesure chez les patients de la quantité de virus et du nombre des cellules immunitaires dans le sang, ainsi que par la concentration sanguine des médicaments administrés. Cependant, comme le virus se réplique à l'intérieur de la cellule, la mesure des concentrations médicamenteuses au niveau intracellulaire pourrait mieux refléter l'activité pharmacologique au site d'action. De plus, il a été possible de mettre en évidence la grande variabilité des concentrations plasmatiques de médicaments chez des patients prenant pourtant la même dose de médicament. Comme cette variabilité est notamment due à des facteurs génétiques qui sont susceptibles d'influencer la réponse au traitement antirétroviral, des analyses génétiques ont été également effectuées chez ces patients. Cette thèse a eu pour objectif de mieux comprendre les facteurs pharmacologiques et génétiques influençant l'activité et la toxicité des médicaments antirétroviraux afin de réduire la variabilité de la réponse thérapeutique. A cet effet, une méthode de dosage permettant la quantification des médicaments anti-HIV au niveau intracellulaire a été développée. Par ailleurs, nos études ont également porté .sur les variations génétiques influençant la quantité et l'activité des protéines impliquées dans le métabolisme et dans le transport des médicaments antirétroviraux. Enfin, les conséquences de ces variations sur la réponse clinique et la toxicité du traitement ont été évaluées. Nos études ont mis en évidence des associations significatives entre les variations génétiques considérées et la concentration sanguine, cellulaire et la toxicité de quelques médicaments antirétroviraux. La complémentarité des connaissances pharmacologiques, génétiques et virales pourrait aboutir à une stratégie globale permettant d'individualiser le traitement et la dose administrée, en fonction des caractéristiques propres de chaque patient. Cette approche pourrait contribuer à une optimisation du traitement antirétroviral dans la perspective d'une meilleure- efficacité thérapeutique à long terme et d'une diminution des effets indésirables rencontrés.

Reducing the clinical burden of ranibizumab treatment for neovascular age-related macular degeneration using an individually planned regimen.

AIMS: The purpose of this study was to clinically validate an individually planned treatment regimen for neovascular age-related macular degeneration (nAMD), termed, observe and plan. This regimen was based on the predictability of an individual's need for retreatment and aimed to reduce the clinical burden, while obtaining good functional results. METHODS: This was a prospective case series that included 104 patients (115 eyes) with treatment-naive nAMD. Following three loading doses of ranibizumab, monthly observation visits allowed the disease recurrence interval to be determined. The recurrence interval was reduced by 2 weeks to give the retreatment interval for the next three injections. Periodical control visits (at least every 6 months) allowed the effectiveness of the treatment to be assessed and individual intervals adjusted. RESULTS: Mean visual acuity (VA) improved by 8.7 and 9.8 letters in months 3 and 12, respectively. The mean number of injections during the 12-month study was 7.8, while the mean number of ophthalmic examinations between months 3 and 12 was 3.97. The mean treatment interval after the loading doses was 1.97 months. CONCLUSIONS: The observe-and-plan regimen significantly improved VA. This was obtained with fewer clinic visits compared with other regimens, which could ease the burden of nAMD treatment. TRIAL REGISTRATION NUMBER: Commission cantonale (VD) d'éthique de la recherché Clinique, Université de Lausanne, Protocole 351/11.

La planification de sortie des personnes âgées hospitalisées dans un service de médecine

Contexte: la planification infirmière de sortie des personnes âgées est une composante importante des soins pour assurer une transition optimale entre l'hôpital et la maison. Beaucoup d'événements indésirables peuvent survenir après la sortie de l'hôpital. Dans une perspective de système de santé, les facteurs qui augmentent ce risque incluent un nombre croissant de patients âgés, l'augmentation de la complexité des soins nécessitant une meilleure coordination des soins après la sortie, ainsi qu'une augmentation de la pression financière. Objectif: évaluer si les interventions infirmières liées à la planification de sortie chez les personnes âgées et leurs proches aidants sont prédictives de leur perception d'être prêts pour le départ, du niveau d'anxiété du patient le jour de la sortie de l'hôpital et du nombre de recours non programmé aux services de santé durant les trente jours après la sortie. Méthode: le devis est prédictif corrélationnel avec un échantillon de convenance de 235 patients. Les patients âgés de 65 ans de quatre unités d'hôpitaux dans le canton de Vaud en Suisse ont été recrutés entre novembre 2011 et octobre 2012. Les types et les niveaux d'interventions infirmières ont été extraits des dossiers de soins et analysés selon les composantes du modèle de Naylor. La perception d'être prêt pour la sortie et l'anxiété ont été mesurées un jour avant la sortie en utilisant l'échelle de perception d'être prêt pour la sortie et l'échelle Hospital Anxiety and Depression. Un mois après la sortie, un entretien téléphonique a été mené pour évaluer le recours non programmé aux services de santé durant cette période. Des analyses descriptives et un modèle randomisé à deux niveaux ont été utilisés pour analyser les données. Résultats: peu de patients ont reçu une planification globale de sortie. L'intervention la plus fréquente était la coordination (M = 55,0/100). et la moins fréquente était la participation du patient à la planification de sortie (M = 16,1/100). Contrairement aux hypothèses formulées, les patients ayant bénéficié d'un plus grand nombre d'interventions infirmières de préparation à la sortie ont un niveau moins élevé de perception d'être prêt pour le départ (B = -0,3, p < 0,05, IC 95% [-0,57, -0,11]); le niveau d'anxiété n'est pas associé à la planification de sortie (r = -0,21, p <0,01) et la présence de troubles cognitifs est le seul facteur prédictif d'une réhospitalisation dans les 30 jours après la sortie de l'hôpital ( OR = 1,50, p = 0,04, IC 95% [1,02, 2,22]). Discussion: en se focalisant sur chaque intervention de la planification de sortie, cette étude permet une meilleure compréhension du processus de soins infirmiers actuellement en cours dans les hôpitaux vaudois. Elle met en lumière les lacunes entre les pratiques actuelles et celles de pratiques exemplaires donnant ainsi une orientation pour des changements dans la pratique clinique et des recherches ultérieures. - Background: Nursing discharge planning in elderly patients is an important component of care to ensure optimal transition from hospital to home. Many adverse events may occur after hospital discharge. From a health care system perspective, contributing factors that increase the risk of these adverse events include a growing number of elderly patients, increased complexity of care requiring better care coordination after discharge, as well as increased financial pressure. Aim: To investigate whether older medical inpatients who receive comprehensive discharge planning interventions a) feel more ready for hospital discharge, b) have reduced anxiety at the time of discharge, c) have lower health care utilization after discharge compared to those who receive less comprehensive interventions. Methods: Using a predictive correlational design, a convenience sample of 235 patients was recruited. Patients aged 65 and older from 4 units of hospitals in the canton of Vaud in Switzerland were enrolled between November 2011 and October 2012. Types and level of interventions were extracted from the medical charts and analyzed according to the components of Naylor's model. Discharge readiness and anxiety were measured one day before discharge using the Readiness for Hospital Discharge Scale and the Hospital Anxiety and Depression scale. A telephone interview was conducted one month after hospital discharge to asses unplanned health services utilization during this follow-up period. Descriptive analyses and a two- level random model were used for statistical analyses. Results: Few patients received comprehensive discharge planning interventions. The most frequent intervention was Coordination (M = 55,0/100) and the least common was Patient participation in the discharge planning (M = 16,1/100). Contrary to our hypotheses, patients who received more nursing discharge interventions were significantly less ready to go home (B = -0,3, p < 0,05, IC 95% [-0,57, -0,11]); their anxiety level was not associated with their readiness for hospital discharge (r = -0,21, p <0,01) and cognitive impairment was the only factor that predicted rehospitalization within 30 days after discharge ( OR = 1,50, p = 0,04, IC 95% [1,02, 2,22]). Discussion: By focusing on each component of the discharge planning, this study provides a greater and more detailed insight on the usual nursing process currently performed in medical inpatients units. Results identified several gaps between current and Best practices, providing guidance to changes in clinical practice and further research.

Evolution à long terme après correction d'une tétralogie de Fallot

Contexte La tétralogie de Fallot est la cardiopathie congénitale cyanogène la plus courante. Elle se présente avec une prévalence de 1/3000 naissances et sa proportion dans les malformations cardiaques congénitales est de 6.8% (Baltimore-Washington Infant Study). La correction, qui doit être chirurgicale, est généralement faite dans la première année de vie avec une intervention à coeur ouvert qui permet la réparation des différentes malformations. Dans certains cas on effectue d'abord une intervention de type palliatif, qui sera suivie d'une deuxième pour la réparation complète. Objectifs Les objectifs de ce travail sont de présenter les différentes stratégies de correction cardio-chirurgicale pratiquées actuellement et les raisons du choix; d'évaluer les complications rencontrées à long terme et leur prise en charge; ainsi que d'analyser les possibles différences dans l'évolution clinique à long terme de patients ayant subi une réparation unique vs. en deux stades. Méthode Revue de la littérature spécialisée, avec une attention particulière aux études qui traitent du decours clinique à long terme et des complications rencontrées après correction chirurgicale de la tétralogie de Fallot. Comparaison des informations récoltées concernant les deux stratégies pratiquées actuellement: réparation complète précédée ou non d'un traitement palliatif néonatal. Conclusions Ce travail résumera les connaissances actuelles sur le traitement chirurgical de cette anomalie cardiaque. Il permettra d'avoir une analyse récente des dernières études concernant l'évolution à long terme après sa correction et offrira une base de comparaison entre les différentes stratégies de réparation.

Quelle position professionnelle adopter face à la diversité des problèmes posés par l'évaluation des dangerosités ?

Cet article aborde divers problèmes posés par la notion de dangerosité. Malgré son abandon au profit de la notion d'évaluation du risque dans de nombreux pays après les années 1980, la demande d'évaluation de la dangerosité fait un retour marqué dans la législation française et dans les pratiques expertales. Dans cet article, la notion de dangerosité est interrogée sur le plan pénal, théorique, empirique et clinique afin de rendre intelligibles les débats et positionnements contrastés qu'elle provoque en France et afin de tenter de définir une position professionnelle face à l'insistante demande d'évaluation.

Embolie gazeuse dans un contexte suicidaire

L'embolie gazeuse représente une pathologie rare, potentiellement létale, rencontrée le plus souvent comme complication iatrogène d'un geste invasif chirurgical ou médical (insertion de voie veineuse centrale), mais également dans d'autres situations (accidents de plongée, traumatismes, ventilation non invasive) ou même intentionnelle suicidaire. Nous rapportons le cas d'une patiente de 31 ans connue pour des troubles de la personnalité, avec de multiples antécédents de tentamens médicamenteux, par ingestion de débris de verre ou de solution désinfectante pour les mains (Sterilium®), ayant nécessité plus d'une centaine d'hospitalisations dans le milieu psychiatrique. Cette patiente est admise aux urgences pour un nouvel abus médicamenteux par 20 comprimés de Détensor® (chlorhydrate de diphénhydramine et 8-chlor-théophylline), médicament sédatif et hypnotique en vente libre. Environ 16 heures après l'admission, la patiente s'injecte par le cathéter veineux du pli du coude gauche une quantité inconnue d'air à l'aide d'une seringue de 10 ml dérobée dans le service. L'examen clinique révèle une patiente normotendue, normocarde, avec une saturation de 95% à l'air ambiant et un status sans particularité. La gazométrie montre une insuffisance respiratoire partielle avec légère hypoxémie (pression artérielle d'oxygène (PaO2) à 73,1 mm Hg; borne inférieure prédite pour l'âge à 80,2 mm Hg). L'électrocardiogramme est sans particularité et la radiographie du thorax ne montre pas d'anomalie décelable, en l'occurrence pas d'air dans les troncs pulmonaires. La patiente est mise immédiatement sous oxygénothérapie à haute concentration de 100% et gardée en position couchée et monitorée. L'adhérence au traitement est limitée, de seulement 20 minutes. Nous n'avons pas recours à la manoeuvre de Durant (décubitus latéral gauche). La voie veineuse périphérique est rapidement enlevée. L'évolution est favorable, la gazométrie se normalisant après 4 heures (PaO2 à 94 mm Hg à l'air ambiant). La patiente est transférée en milieu psychiatrique pour suite de prise en charge de sa pathologie psychiatrique. Conclusions: Ce cas clinique illustre une pathologie rare, un tentamen par embolie gazeuse dans un contexte hospitalier et nous a déterminé à revoir la littérature sur l'épidémiologie, la présentation clinique, l'évolution, les tests diagnostiques, les complications, le traitement et le pronostic de l'embolie gazeuse qu'elle soit iatrogène, accidentelle ou auto-infligée.

Bases moléculaires de la dysplasie pseudorhumatoïde progressive

La dysplasie pseudorhumatoïde progressive (PPRD) est une arthropathie non- inflammatoire causée par des mutations récessives du gène WISP3. Elle se manifeste pendant la petite enfance avec une raideur progressive des articulations et des douleurs. Les patients sont référées habituellement aux rhumatologues pédiatres et aux orthopédistes, et seulement dans un deuxième temps, vers les généticiens et/ou experts dans les dysplasies osseuses. Pour cette raison le diagnostic clinique, qui repose sur les signes radiologiques typiques et l'expérience clinique, est souvent retardé et les patients peuvent recevoir des traitements anti-inflammatoires et immunosuppresseurs innécessaires. Nous reportons ici une large série de patients atteints de PPRD avec confirmation du diagnostic au niveau moléculaire, et nous soulignons les caractéristiques cliniques et radiologiques de la maladie. Il existe une fenêtre d'âge dans laquelle les signes radiologiques sont spécifiquement reconnaissables. Des anomalies spondyloépiphyseales très légères peuvent apparaître avant l'âge de 9 ans et une perte de cartilage non-spécifique qui ressemble à une ostéoarthrite avancée est présente chez les jeunes adultes. Les articulations interphalangiennes sont les premières à être atteintes, suivis par les genoux et les hanches. L'atteint de la colonne arrive chez les enfants plus grands et dans l'adolescence. Une cyphose est fréquente et une scoliose survienne chez une minorité de patients. Des signes d'ostéoarthrite avancée comme des formations ostéophytiques et/ou des calcifications périarticulaires sont observés chez les jeunes adultes atteints de PPRD et peuvent être responsables d'une certaine inflammation secondaire. L'analyse moléculaire du gène WISP3 par séquençage de l'ADN génomique permet de confirmer le diagnostic dans la plupart des cas. Néanmoins, des splicings alternatives causés par des mutations introniques peuvent être détectés dans le cDNA des fibroblastes. Dans le cas où l'analyse génomique ne montre aucune mutation chez un individu présentant les signes et symptômes typiques de la maladie, une biopsie de peau est indiquée pour analyse moléculaire du cDNA. La prise en charge de la PPRD est symptomatique et largement insatisfaisante. Le remplacement des articulations les plus atteintes est souvent nécessaire dès l'adolescence afin de diminuer les douleurs et maintenir la mobilité.

Implementing the intermed in a post-acute care rehabilitation clinic for traumatic injuries: Obstacles and benefits

In 2003, the INTERMED, an instrument to assess biopsycho- social case complexity and to direct care, was introduced in daily clinical practice in the .Clinique romande de réadaptation suvaCare., a national rehabilitation hospital for traumatic injuries, located in the French speaking part of Switzerland. The introduction of the INTERMED was easy to realize and no major obstacles hampered its systematic implementation. Up to now, about 2,000 patients have been evaluated with the INTERMED and are followed for different outcomes. The INTERMED improved not only patients. assessment by including relevant psychosocial aspects of the clinical situation, it also favoured interdisciplinary communication, enhanced work satisfaction of the nursing staff and allowed early identification and adaptation of treatment for the injured patient showing a high degree of case complexity. Upon follow up, patients with a high degree of case-complexity showed a less favourable outcome, i.e. more health care utilization and lower rates of return to work. In conclusion, the systematic implementation of the INTERMED enabled the reorganization of medical rehabilitation, anchored it in a bio-psycho-social framework, improving interdisciplinary communication and collaboration and ameliorated treatment outcome.