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.

Bienestar psicológico, optimismo y resiliencia en mujeres con cáncer de mama

Objective: To evaluate the relationship between Perceived Psychological well-being, Optimism and Resilience in women survivors of breast cancer.Method: The sample was composed of 30 women diagnosed with breast cancer who were undergoing adjuvant treatment in Oncology Units General Hospital of Jerez de la Frontera and the University Hospital Puerta del Mar (Cadiz). The average age was 47.47 years (SD = 6,356) and the average of months from diagnosis of the disease was 9.93 (SD = 8,541). Scale of Psychological Well-being administered Perceived Ryff (1989), the Life Orientation Test Revised (LOT-R) Scheier, Carver and Bridges (1994) and the Scale of Resilience Wagnild and Young (1993) to assess psychological well-being the dispositional optimism and resilience respectivelyResults: Descriptive analyzes show that women diagnosed with breast cancer have levels of psychological well-being, dispositional optimism and higher than the average values provided by Resilience scales. On the other hand, regression analyses revealed that only some of the dimensions of resilience allowed to explain and predict some dimensions of psychological wellbeing, not dispositional optimism.Conclusions: The results seem to confirm the idea that if the capacity of women with breast moderate negative affect generated by the diagnosis itself and the consequences of their cancer treatment works and to promote their adaptation to the new situation we can contribute to increasing psychological well-being.

Statin use and breast cancer survival: a nationwide cohort study in Scotland

Background: Preclinical evidence suggests that statins could delay cancer progression. Previous epidemiological findings have been inconsistent and some have been limited by small sample sizes, as well as certain time-related biases. This study aimed to investigate whether breast cancer patients who were exposed to statins had reduced breast cancer-specific mortality. Methods: We conducted a retrospective cohort study of 15,140 newly diagnosed invasive breast cancer patients diagnosed from 2009 to 2012 within the Scottish Cancer Registry. Dispensed medication usage was obtained from linkages to the Scottish Prescribing Information System and breast cancer-specific deaths were identified from National Records of Scotland Death Records. Using time-dependent Cox regression models, hazard ratios (HR) and 95 % confidence intervals (CI) were calculated for the association between post-diagnostic exposure to statins (including simvastatin) and breast cancer-specific mortality. Adjustments were made for a range of potential confounders including age at diagnosis, year of diagnosis, cancer stage, grade, cancer treatments received, comorbidities, socioeconomic status and use of aspirin. Results: A total of 1,190 breast cancer-specific deaths occurred up to January 2015. Overall, after adjustment for potential confounders, there was no evidence of an association between statin use and breast cancer-specific death (adjusted HR 0.93, 95 % CI 0.77, 1.12). No significant associations were observed in dose–response analyses or in analysis of all-cause mortality. For simvastatin use specifically, a weak non-significant reduction in breast cancer-specific mortality was observed compared to non-users (adjusted HR 0.89, 95 % CI 0.73, 1.08). Statin use before diagnosis was weakly associated with a reduction in breast cancer-specific mortality (adjusted HR 0.85, 95 % CI 0.74, 0.98). Conclusion: Overall, we found little evidence of a protective association between post-diagnostic statin use and cancer-specific mortality in a large nation-wide cohort of breast cancer patients. These findings will help inform the decision whether to conduct randomised controlled trials of statins as an adjuvant treatment in breast cancer.

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.

Adjuvant bisphosphonate treatment in early breast cancer: meta-analyses of individual patient data from randomised trials

BACKGROUND: Bisphosphonates have profound effects on bone physiology, and could modify the process of metastasis. We undertook collaborative meta-analyses to clarify the risks and benefits of adjuvant bisphosphonate treatment in breast cancer.

METHODS: We sought individual patient data from all unconfounded trials in early breast cancer that randomised between bisphosphonate and control. Primary outcomes were recurrence, distant recurrence, and breast cancer mortality. Primary subgroup investigations were site of first distant recurrence (bone or other), menopausal status (postmenopausal [combining natural and artificial] or not), and bisphosphonate class (aminobisphosphonate [eg, zoledronic acid, ibandronate, pamidronate] or other [ie, clodronate]). Intention-to-treat log-rank methods yielded bisphosphonate versus control first-event rate ratios (RRs).

FINDINGS: We received data on 18 766 women (18 206 [97%] in trials of 2-5 years of bisphosphonate) with median follow-up 5·6 woman-years, 3453 first recurrences, and 2106 subsequent deaths. Overall, the reductions in recurrence (RR 0·94, 95% CI 0·87-1·01; 2p=0·08), distant recurrence (0·92, 0·85-0·99; 2p=0·03), and breast cancer mortality (0·91, 0·83-0·99; 2p=0·04) were of only borderline significance, but the reduction in bone recurrence was more definite (0·83, 0·73-0·94; 2p=0·004). Among premenopausal women, treatment had no apparent effect on any outcome, but among 11 767 postmenopausal women it produced highly significant reductions in recurrence (RR 0·86, 95% CI 0·78-0·94; 2p=0·002), distant recurrence (0·82, 0·74-0·92; 2p=0·0003), bone recurrence (0·72, 0·60-0·86; 2p=0·0002), and breast cancer mortality (0·82, 0·73-0·93; 2p=0·002). Even for bone recurrence, however, the heterogeneity of benefit was barely significant by menopausal status (2p=0·06 for trend with menopausal status) or age (2p=0·03), and it was non-significant by bisphosphonate class, treatment schedule, oestrogen receptor status, nodes, tumour grade, or concomitant chemotherapy. No differences were seen in non-breast cancer mortality. Bone fractures were reduced (RR 0·85, 95% CI 0·75-0·97; 2p=0·02).

INTERPRETATION: Adjuvant bisphosphonates reduce the rate of breast cancer recurrence in the bone and improve breast cancer survival, but there is definite benefit only in women who were postmenopausal when treatment began.

FUNDING: Cancer Research UK, Medical Research Council.

Pyridinic analog of the natural product (-)-spectaline as potential adjuvant for the treatment of central nervous system disorders

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

Adjuvant therapy with sodium alendronate for the treatment of experimental periodontitis in rats

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

Impact of treatment characteristics on response of different breast cancer phenotypes: pooled analysis of the German neo-adjuvant chemotherapy trials

Pathological complete response (pCR) to neoadjuvant treatment correlates with outcome in breast cancer. We determined whether characteristics of neoadjuvant therapy are associated with pCR. We used multi-level models, which accounted for heterogeneity in pCR across trials and trial arms, to analyze individual patient data from 3332 women included in 7 German neoadjuvant trials with uniform protocols. PCR was associated with an increase in number of chemotherapy cycles (odds ratio [OR] 1.2 for every two additional cycles; P = 0.009), with higher cumulative anthracycline doses (OR 1.6; P = 0.002), higher cumulative taxane doses (OR 1.6; P = 0.009), and with capecitabine containing regimens (OR 1.62; P = 0.022). Association of pCR with increase in number of cycles appeared more pronounced in hormone receptor (HR)-positive tumors (OR 1.35) than in HR-negative tumors (OR 1.04; P for interaction = 0.046). Effect of anthracycline dose was particularly pronounced in HER2-negative tumors (OR 1.61), compared to HER2-positive tumors (OR 0.83; P for interaction = 0.14). Simultaneous trastuzumab treatment in HER2-positive tumors increased odds of pCR 3.2-fold (P < 0.001). No association of pCR and number of trastuzumab cycles was found (OR 1.20, P = 0.39). Dosing characteristics appear important for successful treatment of breast cancer. Longer treatment, higher cumulative doses of anthracyclines and taxanes, and the addition of capecitabine and trastuzumab are associated with better response. Tailoring according to breast cancer phenotype might be possible: longer treatment in HR-positive tumors, higher cumulative anthracycline doses for HER2-negative tumors, shorter treatment at higher cumulative doses for triple-negative tumors, and limited number of preoperative trastuzumab cycles in HER2-positive tumors.

Subjective cognitive complaints one year after ceasing adjuvant endocrine treatment for early-stage breast cancer

Background:In the BIG 1-98 trial objective cognitive function improved in postmenopausal women 1 year after cessation of adjuvant endocrine therapy for breast cancer. This report evaluates changes in subjective cognitive function (SCF).Methods:One hundred postmenopausal women, randomised to receive 5 years of adjuvant tamoxifen, letrozole, or a sequence of the two, completed self-reported measures on SCF, psychological distress, fatigue, and quality of life during the fifth year of trial treatment (year 5) and 1 year after treatment completion (year 6). Changes between years 5 and 6 were evaluated using the Wilcoxon signed-rank test. Subjective cognitive function and its correlates were explored.Results:Subjective cognitive function and the other patient-reported outcomes did not change significantly after cessation of endocrine therapy with the exception of improvement for hot flushes (P=0.0005). No difference in changes was found between women taking tamoxifen or letrozole. Subjective cognitive function was the only psychosocial outcome with a substantial correlation between year 5 and 6 (Spearman's R=0.80). Correlations between SCF and the other patient-reported outcomes were generally low.Conclusion:Improved objective cognitive function but not SCF occur following cessation of adjuvant endocrine therapy in the BIG 1-98 trial. The substantial correlation of SCF scores over time may represent a stable attribute.British Journal of Cancer advance online publication, 24 April 2012; doi:10.1038/bjc.2012.156 www.bjcancer.com.

Adjuvant radiotherapy in the treatment of invasive intraductal papillary mucinous neoplasm of the pancreas: an analysis of the surveillance, epidemiology, and end results registry

Management and outcomes of patients with invasive intraductal papillary mucinous neoplasm (IPMN) of the pancreas are not well established. We investigated whether adjuvant radiotherapy (RT) improved cancer-specific survival (CSS) and overall survival (OS) among patients undergoing surgical resection for invasive IPMN.

The role of adjuvant hormonal treatment after surgery for localized high-risk prostate cancer: results of a matched multiinstitutional analysis

Introduction. To assess the role of adjuvant androgen deprivation therapy (ADT) in high-risk prostate cancer patients (PCa) after surgery. Materials and Methods. The analysis case matched 172 high-risk PCa patients with positive section margins or non-organ confined disease and negative lymph nodes to receive adjuvant ADT (group 1, n = 86) or no adjuvant ADT (group 2, n = 86). Results. Only 11.6% of the patients died, 2.3% PCa related. Estimated 5-10-year clinical progression-free survival was 96.9% (94.3%) for group 1 and 73.7% (67.0%) for group 2, respectively. Subgroup analysis identified men with T2/T3a tumors at low-risk and T3b margins positive disease at higher risk for progression. Conclusion. Patients with T2/T3a tumors are at low-risk for metastatic disease and cancer-related death and do not need adjuvant ADT. We identified men with T3b margin positive disease at highest risk for clinical progression. These patients benefit from immediate adjuvant ADT.

Controversies of adjuvant endocrine treatment for breast cancer and recommendations of the 2007 St Gallen conference

Endocrine treatment for breast cancer was introduced more than a century ago. The discovery of hormone receptors has allowed targeting of endocrine treatment to patients whose primary tumours express these receptors. In the adjuvant setting, different approaches are used in premenopausal or postmenopausal women. In premenopausal patients, suppression of ovarian function and the use of tamoxifen are the most important therapeutic options, even though questions on timing, duration, and combination of these compounds remain unanswered. The use of aromatase inhibitors in combination with ovarian-function suppression is currently under investigation in the premenopausal setting. In postmenopausal patients, aromatase inhibitors given after 2-3 years or 5 years of tamoxifen have shown a significant benefit over tamoxifen alone. However, questions on this treatment also remain unanswered. For example, whether all patients should receive an aromatase inhibitor or whether some subgroups of patients might be optimally treated by tamoxifen alone is yet to be established. In this paper we review the published work on adjuvant endocrine treatment in breast cancer and provide recommendations from the 2007 St Gallen International Conference on Primary Therapy of Early Breast Cancer.

Adjuvant TACE inhibitor treatment improves the outcome of TLR2-/- mice with experimental pneumococcal meningitis

BACKGROUND: Streptococcus (S.) pneumoniae meningitis has a high lethality despite antibiotic treatment. Inflammation is a major pathogenetic factor, which is unresponsive to antibiotics. Therefore adjunctive therapies with antiinflammatory compounds have been developed. TNF484 is a TNF-alpha converting enzyme (TACE) inhibitor and has been found efficacious in experimental meningitis. Toll-like receptor 2 (TLR2) contributes to host response in pneumococcal meningitis by enhancing bacterial clearing and downmodulating inflammation. In this study, TNF484 was applied in mice, which lacked TLR2 and exhibited a strong meningeal inflammation. METHODS: 103 CFU S. pneumoniae serotype 3 was inoculated subarachnoidally into C57BL/6 wild type (wt) mice or TLR2-/-, CD14-/- and CD14-/-/TLR2-/- mice. Severity of disease and survival was followed over 9 days. Response to antibiotics (80 mg/kg ceftriaxone i.p. for 5 days) and/or TACE inhibitor treatment (1 mg/kg s.c. twice daily for 4 days) was evaluated. Animals were sacrificed after 12, 24, and 48 h for analysis of bacterial load in cerebrospinal fluid (CSF) and brain and for TNF and leukocyte measurements in CSF. RESULTS: TLR2-/- mice were significantly sicker than the other mouse strains 24 h after infection. All knockout mice showed higher disease severity after 48 h and died earlier than wt mice. TNF release into CSF was significantly more elevated in TLR2-/- than in the other strains after 24 h. Brain bacterial numbers were significantly higher in all knockout than wt mice after 24 h. Modulation of outcome by antibiotic and TACE inhibitor treatment was evaluated. With antibiotic therapy all wt, CD14-/- and TLR2-/-/CD14-/- mice, but only 79% of TLR2-/- mice, were rescued. TACE inhibitor treatment alone did not rescue, but prolonged survival in wt mice, and in TLR2-/- and CD14-/- mice to the values observed in untreated wt mice. By combined antibiotic and TACE inhibitor treatment 95% of TLR2-/- mice were rescued. CONCLUSION: During pneumococcal meningitis strong inflammation in TLR2-deficiency was associated with incomplete responsiveness to antibiotics and complete response to combined antibiotic and TACE inhibitor treatment. TACE inhibitor treatment offers a promising adjuvant therapeutic strategy in pneumococcal meningitis.