Sujet :Roche® a développé la capécitabine, un anticancéreux administré par voie orale, indiqué dans le cancer du sein métastatique. Il est utilisé soit en association au docétaxel, soit en monothérapie, pour des cancers taxanes-résistants, après traitement par des anthracyclines.L’objectif est de caractériser l’interaction pharmacodynamique de l’association capécitabine plus docétaxel à partir de données cliniques dans le cancer du sein métastatique.Méthode :Nous avons développé des modèles mathématiques pour décrire la cinétique tumorale observée dans des essais cliniques de phase II et III dans le cancer du sein traité par capécitabine et/ou docétaxel. Ces modèles décrivent l’effet du traitement sur la prolifération tumorale. L’efficacité du traitement est évaluée pour chaque médicament, en tenant compte du protocole d’administration et de la résistance. Les différents paramètres du modèle sontestimés par analyse de population en utilisant le logiciel NONMEM®, sur des données demonothérapie et d’association.Résultats :On montre un effet synergique de l’association de la capécitabine au docétaxel dans le cancerdu sein métastatique comparé à la somme des effets des deux médicaments utilisés en monothérapie. Cette synergie est liée à l’augmentation de l’efficacité du docétaxel et à l’absence de résistance pour la capécitabine par rapport aux monothérapies. Des observations cliniques telles que le temps à la recroissance ou la taille tumorale au temps à la recroissance confirment l’effet synergique de l’association.Conclusion :La modélisation est un outil permettant de caractériser l’interaction entre deux médicaments utilisés en association, et peut donc aider la prise de décision quant à l’utilisation de telles associations. Par ailleurs, nous avons montré que la modélisation peut être utilisée de manière prospective pour optimiser les essais cliniques en réduisant le nombre de patients à inclure. / Purpose:Roche® developed capecitabine, an orally anti cancer-drug used in metastatic breast cancer. It is used combined to docetaxel or in single agent in taxanes-resistant cancer, after treatment byanthracyclines. Based on clinical data and using modeling techniques, the aim is to characterize pharmacodynamic interaction between capecitabine and docetaxel used in combination in metastatic breast cancer.Methods:We developed mathematical models to describe tumor growth inhibition profile under treatment based on Phase II and Phase III clinical data of capecitabine and docetaxel in metastatic breast cancer. These models describe treatment effect on tumor growth. The treatment efficacy is evaluated for each drug, considering administration protocol and resistance. Model parameters were estimated by population approach with NONMEM® forsingle-agent and combination data.Results:Capecitabine and docetaxel combination in metastatic breast cancer results in a synergistic effect as compared with the simple additive effects of single-agent treatments. This synergistic effect in combination data is due to the enhanced efficacy for docetaxel and the loss of capecitabine resistance as compared to single agent data. Clinical observations such astime to regrowth and tumor size at the time to regrowth confirm the synergistic effect in combination data.Conclusion:Modeling could be a powerful tool to characterize interaction between two drugs used incombination. It can help to make decision of go or not go in such treatments. It can be used to prospectively optimize clinical trials, reduce the number of patients to include, etc.

Les traitements en cancérologie sont soumis au même risque de non-adhérence que les autres traitements ambulatoires au long cours. Ce travail de thèse a pour objectifs : i) d'étudier les facteurs de risque de dis-adhérence ; ii) de développer un programme d'éducation du patient (PEP) permettant d'améliorer l'adhérence des patients. La première étude étudie les facteurs de risque de non adhésion liés à l'interaction avec le système de soin ; les pratiques des oncologues français relatives à la prescription, la surveillance et l'accompagnement des patients ne sont pas suffisantes actuellement pour assurer un bon niveau de sécurité et d'adhérence des patients sous anticancéreux oraux. Les facteurs de risque de non adhésion liés au patient et au traitement sont étudiés dans la deuxième étude, chez des patients traités par capécitabine pour cancer du sein ou du côlon. Les patients actifs avec un niveau éducatif élevé seraient moins adhérents que les 2 autres. L'ensemble des patients sous capécitabine ont des comportements de sur-adhérence qui mettent en péril leur vie à cause des toxicités induites. La troisième étude présente l'évaluation d'un PEP construit selon une méthodologie standardisée. Ce programme démontre une efficacité dans l'amélioration des connaissances des patientes et de la confiance dans le traitement. Cette étude pilote a permis de modifier ce programme pour qu'il soit plus efficace. Identifier les facteurs de risque de non adhérence aux traitements anticancéreux oraux, à l'aide de méthodologies valides et adaptées au contexte, permet de construire des stratégies d'amélioration de l'adhérence ciblées et efficaces, en faisant levier sur ces facteurs / Non-adherence to oral chemotherapies can lead to lowered efficacy and increased risk of adverse events. The objective of this PhD work was twofold : i) to identify dis-adherence risk factors ii) to develop and test the feasibility of a validated, tailored therapeutic educational program with the aim of improving adherence to oral endocrine adjuvant chemotherapy in breast cancer. A survey was carried out to collect information on drug prescription, administration and surveillance, in order to identify non- adherence risk factors related to health professional behaviors : the majority of prescribers followed no standards in prescription writing, safety monitoring, toxicity prevention and patient education. A cohort study was carried out to identify adherence profiles among patients treated with capecitabine, using a mixed method. A profile of low adherence appeared (highly educated patients, with an irregular active life, with occupied relatives) and absolutely all patients showed an over-adherence profile (with a high risk of toxicity). The pilot study assessing the development and the feasibility of an educational program tailored to patients’ needs led to the improvement of the program : an extra session dealing with anxiety was built, and a new recruitment method was developed. Otherwise, the program succeeded in improving knowledge and trust in the treatment. This PhD work succeeded in identifying new dis-adherence risk factors, thanks to qualitative-quantitative methods. Those risk factors were incorporate in the development process of an educational program, in order to tailor it to the targeted population. This method should guarantee the efficacy of the program on patient’s adherence

Il existe une grande variabilité dans la réponse aux chimiothérapies anticancéreuses. Ses sources sont diverses: génétiques, physiologiques, comorbidités, médicaments associés, etc. La marge thérapeutique de ces médicaments étant généralement étroite, une telle variabilité peut avoir de graves conséquences: toxicités graves ou absence d'effet thérapeutique. Plusieurs approches pour adapter individuellement les posologies ont été proposées: a priori (basées sur l'information génétique, la taille corporelle, les fonctions d'élimination, etc.) et a posteriori (sur les informations de mesures d'exposition au médicament et/ou effets). La modélisation à effets-mixtes de la pharmacocinétique et de la pharmacodynamie (PK-PD), combinée avec une estimation bayésienne des effets individuels, est la meilleure méthode pour individualiser des schémas posologiques a posteriori. Dans cette thèse, une nouvelle approche pour ajuster les doses sur la base des prédictions données par un modèle pour les observations catégorielles de toxicité a été développée et explorée par simulation. Les aspects plus techniques concernant l'estimation des paramètres individuels ont été analysés pour déterminer les facteurs de bonne performance de la méthode. Ces travaux étaient basés sur l'exemple du syndrome mains-pieds induit par la capécitabine dans le traitement du cancer colorectal. Une revue des modèles pharmacodynamiques de données discrètes (catégorielles, de comptage, de survie) a été effectuée. Enfin, des analyses PK-PD de l'hydroxyurée dans le traitement de la drépanocytose ont été réalisées pour comparer des différentes posologies et déterminer les modalités optimales de suivi du traitement / There is high variability in response to cancer chemotherapies among patients. Its sources are diverse: genetic, physiologic, comorbidities, concomitant medications, environment, compliance, etc. As the therapeutic window of anticancer drugs is usually narrow, such variability may have serious consequences: severe (even life-threatening) toxicities or lack of therapeutic effect. Therefore, various approaches to individually tailor treatments and dosing regimens have been developed: a priori (based on genetic information, body size, drug elimination functions, etc.) and a posteriori (that is using information of measurements of drug exposure and/or effects). Mixed-effects modelling of pharmacokinetics and pharmacodynamics (PK-PD), combined with Bayesian maximum a posteriori probability estimation of individual effects, is the method of choice for a posteriori adjustments of dosing regimens. In this thesis, a novel approach to adjust the doses on the basis of predictions, given by a model for ordered categorical observations of toxicity, was developed and investigated by computer simulations. More technical aspects concerning the estimation of individual parameters were analysed to determine the factors of good performance of the method. These works were based on the example of capecitabine-induced hand-and-foot syndrome in the treatment of colorectal cancer. Moreover, a review of pharmacodynamic models for discrete data (categorical, count, time-to-event) was performed. Finally, PK-PD analyses of hydroxyurea in the treatment of sickle cell anemia were performed and used to compare different dosing regimens and determine the optimal measures for monitoring the treatment