Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal.

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

De nos jours, les femmes sont confrontées à deux tendances épidémiologiques fortes : une constante augmentation de l’incidence de l’obésité, et l’augmentation de l’incidence du cancer du sein. Les Françaises de plus de 50 ans doivent faire face à ces deux problèmes majeurs de santé publique, l’obésité pouvant augmenter le risque de cancer du sein de 30 à 50% en post-ménopause. Néanmoins, grâce aux progrès du dépistage et des thérapies, la mortalité diminue, et le nombre de femmes ayant reçues un traitement contre le cancer du sein augmente. Les traitements par chimiothérapie présentent de nombreux effets secondaires, parmi lesquels une variation de poids significative au cours du traitement (gain ou perte) qui semble perdurer dans le temps. Que ce soit une perte ou un gain de poids, une telle variation a été associée à un mauvais pronostic pour ces patientes. S’agissant de données principalement issues de cohortes américaines présentant un IMC plus élevé qu’une population européenne, le centre Jean Perrin a mené une étude rétrospective afin de vérifier ces résultats sur une population française (Thivat et al. 2010). Cette étude a tout d’abord confirmé qu’un IMC élevé au moment du diagnostic était associé un mauvais pronostic. De plus, la variation de poids observé au cours du traitement par chimiothérapie (gain et perte ≥5% du poids initial) était associée à une augmentation significative du risque de rechute et de décès. Néanmoins, les causes de cette variation de poids et les mécanismes impliqués dans ce mauvais pronostic restent encore mal connus. L’objectif de ce travail est de caractériser la variation de poids en termes de composition corporelle et d’étudier les facteurs de la balance énergétique responsables de ces variations. Les facteurs biologiques associés à la variation de la composition corporelle, potentiellement impliqués dans le mauvais pronostic, sont également étudiés. Le premier chapitre consiste en une étude bibliographique permettant de décrire la pathologie du cancer du sein (partie I), les modifications du métabolisme énergétique suite à un traitement par chimiothérapie (partie II), le rôle du tissu adipeux brun dans la régulation du métabolisme énergétique (partie III) et pour finir, l’impact des modifications du métabolisme énergétique sur la santé des patientes (partie IV). Dans le deuxième chapitre sont présentés les résultats des études réalisées. La première étude, toujours en cours, est exposée sous forme de rapport, tandis que les deux suivantes sont sous forme d’article. Une discussion générale de l’ensemble des résultats dégage les perspectives de recherche à envisager pour donner suite à ce travail. / Today, women face two strong epidemiological trends: a steady increase in the incidence of obesity, and an increase in the incidence of breast cancer. French women over the age of 50 face these two major public health problems, with postmenopausal obesity increasing the risk of breast cancer by 30 to 50%. Nevertheless, thanks to advances in screening and therapies, mortality is decreasing, and the number of women who have received treatment for breast cancer is increasing.Chemotherapy treatments have many side effects, including a significant change in weight during treatment (gain or loss) that seems to persist over time. Whether it is gain or loss, such weight variation has been associated with poor prognosis for these patients. Since data come mainly from American cohorts with a higher BMI than a European population, the Jean Perrin Center conducted a retrospective study to verify these results in a French population (Thivat et al., 2010). This study first confirmed that a high BMI at the time of diagnosis was associated with a poor prognosis. In addition, the weight change observed during chemotherapy treatment (gain and loss ≥5% of initial weight) was associated with a significant increase in the risk of relapse and death. Nevertheless, the causes of this weight variation and the mechanisms involved in this poor prognosis are still insufficiently understood. The objective of this work is to characterize the variation of weight in terms of body composition and to study the factors of the energy balance responsible for these variations. Biological factors associated with the change in body composition, potentially implicated in the poor prognosis, are also studied. The first chapter consists in a bibliographic review describing the pathology of breast cancer (Part I), the changes in energy metabolism following chemotherapy treatment (Part II), the role of brown adipose tissue in the regulation of energy metabolism (Part III) and finally, the impact of changes in energy metabolism on patient health (Part IV). In the second chapter the results of the studies carried out are presented. The first study, still in progress, is presented as a report, while the next two are in article form. A general discussion of all the results identifies the research perspectives to be considered in order to follow up on this work.

Avec les nouvelles avancées en biologie et toxicologie, on constate de plus en plus la complexité des mécanismes et le grand nombre de voies de toxicité. Les concepts de ‘biologie systémique’ (SB) et de ‘voies des effets indésirables’ (adverse outcome pathway, AOP) pourraient être des outils appropriés pour l’étude de la toxicologie à ces niveaux de complexité élevés. Le point central du travail de cette thèse est le développement d’un modèle de SB du rôle de la voie de signalisation Nrf2 dans le contrôle du stress oxydant. Pour la calibration de ce modèle avec des données expérimentales (exposition des cellules rénales RPTEC/TERT1 à différentes doses de bromate de potassium), plusieurs cycles de proposition/vérification d’hypothèses ont progressivement contribué à l’ajout de nouvelles réactions. Ces nouvelles hypothèses (par exemple : action directe du bromate de potassium sur le DCF, atténuation de la fluorescence du DCF avec le temps, etc.) devraient être confirmées par de futures expérimentations. Ce modèle de SB a été ensuite utilisé pour la quantification d’un AOP de l’insuffisance rénale chronique et comparé à deux autres approches: l’utilisation de modèles statistiques empiriques et celle d’un réseau Bayésien dynamique. Les calibrations des paramètres ont été effectuées par chaînes de Markov simulées MCMC avec le logiciel GNU MCSim avec une quantification des incertitudes associées aux prédictions. Même si la mise au point du modèle SB a été une tâche complexe, la compréhension de la biologie qu’offre ce modèle n’est pas accessible aux deux autres approches. Nous avons aussi évalué les interactions entre Nrf2 et deux autres voies de toxicité, AhR et ATF4, dans le cadre d’une analyse utilisant des données de toxico-génomique provenant de trois projets différents. Les résultats de cette dernière analyse suggèrent d’ajouter au modèle SB de Nrf2 la co-activation par AhR de plusieurs gènes (par exemple, HMOX1, SRXN1 et GCLM) ainsi que d’associer (au moins partiellement) à ce modèle la voie ATF4. Malgré leur complexité, les modèles SB constituent un investissement intéressant pour le développement de la toxicologie prédictive. / New understanding of biology shows more and more that the mechanisms that underlie toxicity are complex and involve multiple biological processes and pathways. Adverse outcome pathways (AOPs) and systems biology (SB) can be appropriate tools for studying toxicology at this level of complexity. This PhD thesis focuses on the elaboration of a SB model of the role of the Nrf2 pathway in the control of oxidative stress. The model’s calibration with experimental data (obtained with RPTEC/TERT1 renal cells exposed to various doses of potassium bromate) comprised several rounds of hypotheses stating/verification, through which new reactions were progressively added to the model. Some of these new hypotheses (e.g., direct action of potassium bromate on DCF, bleaching of DCF with time, etc.) could be confirmed by future experiments. Considered in a wider framework, this SB model was then evaluated and compared to two other computational models (i.e., an empirical dose-response statistical model and a dynamic Bayesian model) for the quantification of a ‘chronic kidney disease’ AOP. All parameter calibrations were done by MCMC simulations with the GNU MCSim software with a quantification of uncertainties associated with predictions. Even though the SB model was indeed complex to conceive, it offers insight in biology that the other approaches could not afford. In addition, using multiple toxicogenomic databases; interactions and cross-talks of the Nrf2 pathway with two other toxicity pathways (i.e., AhR and ATF4) were examined. The results of this last analysis suggest adding new AhR contribution to the control of some of the Nrf2 genes in our SB model (e.g., HMOX1, SRXN1 and GCLM), and integrating in it description of the ATF4 pathway (partially at least). Despites their complexity, precise SB models are precious investments for future developments in predictive toxicology.

Les événements indésirables médicamenteux (EIM) regroupent à la fois les effets indésirables des médicaments (ADR : Adverse Drug Reactions), considérés comme non évitables et les erreurs médicamenteuses (EM), considérées comme évitables. L’objectif de cette thèse est d’étudier les EIM conduisant à une admission en réanimation.Dans un premier temps, nous avons effectué une revue systématique de la littérature portant sur l’incidence des hospitalisations en réanimation pour EIM. Au total, 11 études ont été intégrées. L’incidence des EIM nécessitant une admission en réanimation variait de 0,37 à 27,4 %. Au total, 17,5 à 85,7 % de ces EIM étaient jugés évitables. Nous avons mené dans un second temps une étude observationnelle d’une durée d’un an dans un service de réanimation médicale d’un hôpital universitaire. Cette étude avait pour objectif d’évaluer l’incidence, l’évitabilité, la sévérité, le coût des EIM responsables d’admissions en réanimation et d’identifier les causes amorces à l’origine des EM.Au total, 743 séjours ont été inclus dont 102 (13,7 %) étaient liés à une EM et 71 (9,6 %) à un ADR. Le taux d’événements évitables était ainsi de 0,59. La non-observance des patients à leur traitement médicamenteux était la principale cause amorce des EM (n = 31/102). Les 102 séjours évitables liés à une EM représentaient un total de 528 journées d’hospitalisation en réanimation, occupant ainsi en moyenne 1,4 lit par jour sur une période d’un an pour un coût total de 747 651 €.Ce travail conclue sur la nécessité d’effectuer des études complémentaires afin d’évaluer les moyens à mettre en œuvre pour réduire l’incidence des EIM responsables d’admissions en réanimation. / Adverse drug events (ADE) include adverse drug reactions (ADR), considered as not preventable and medication errors (ME), considered as preventable. The aim of this thesis is to describe ADE responsible for ICU admissions. First, we conducted a systematic review dealing with the incidence of ADE requiring ICU admission in adult patients. A total of 11 studies were included in the meta-analysis. The reported incidences of ADE requiring ICU admission ranged from 0.37 to 27.4%. Preventable events accounted for 17.5 to 85.7% of the events.To get more insight into this topic and to complete the published data, we performed a one-year observational study in a medical ICU of a teaching parisian hospital. The objectives of the study were to estimate the incidence of ICU admissions due to ADE, to assess preventability, severity and costs of these ADE and to determine the leading causes of medication errors (preventable ADE). A total of 743 admissions were included with 102 stays (13.7%) related to ME and 71 (9.6%) related to ADR. Medication non-compliance was the main leading cause of ME (n = 31/102). The 102 medication error-related admissions accounted for a total of 528 days of hospitalization in the ICU, requiring a mean of 1.4 ICU beds per day over the one-year period, with an associated total cost amounting to 747,651 €.This work concludes that further studies should be performed to assess ways to reduce the incidence of ADE responsible for ICU admissions.

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L’évolution du système de pharmacovigilance au Nigéria a été associée à une croissance modeste et les hôpitaux universitaires ont été identifiés comme des partenaires importants du système de pharmacovigilance. Cependant, aucune étude n'a encore été réalisée sur les performances du système de pharmacovigilance dans les hôpitaux universitaires nigérians. Cette étude visait à évaluer l'état de la pharmacovigilance, en particulier les réactions indésirables aux médicaments dans le sud et le sud du Nigéria, en se référant à des médicaments sélectionnés. Le système de pharmacovigilance ainsi que le schéma posologique des médicaments ont été évalués à l'aide des indicateurs de pharmacovigilance de base de l'OMS et des indicateurs de prescription de base de l'OMS, respectivement. Cela a été suivi d'une intervention éducative avec des messages texte envoyés via le système de messagerie courte (SMS) pour améliorer les connaissances, l'attitude et la pratique de la pharmacovigilance parmi les professionnels de la santé. Le nombre, la qualité et le profil des effets indésirables du médicament ont également été évalués avant et après l'intervention. Les facteurs probables susceptibles de contribuer à une mauvaise notification des problèmes de pharmacovigilance ont été recherchés en effectuant une enquête sur les connaissances, la sensibilisation et les pratiques des professionnels de la santé travaillant dans la zone. Ces faiblesses de la pharmacovigilance étaient essentiellement. Les résultats ont montré que des structures étaient en place pour les activités de pharmacovigilance, même si certaines étaient peu fonctionnelles. Les indicateurs de processus et de résultat / impact ont révélé des systèmes de santé faibles et une attention générale insuffisante à la pharmacovigilance dans les hôpitaux. Il a également montré que, même si le groupe possédait une connaissance modeste et une perception juste de la pharmacovigilance, la pratique était médiocre et peu de réactions indésirables au médicament étaient répertoriées dans les bases de données des hôpitaux locaux. Celles-ci ont été attribuées à une connaissance insuffisante de la pharmacovigilance sur ce qui peut être signalé, à des processus de notification médiocres, à de fausses croyances selon lesquelles leur notification ne fera aucune différence et à la difficulté de déterminer les éléments à signaler. Une perception insuffisante de l’intérêt de la notification des effets indésirables. Les connaissances et les pratiques en matière de pharmacovigilance se sont améliorées, de même que le nombre de déclarations d'effets indésirables au médicament suite à une intervention éducative. Cette étude a également mis en évidence le profil des effets indésirables associés aux médicaments couramment utilisés dans la zone et les problèmes inhérents à la notification spontanée. Il souligne également que la pharmacovigilance, discipline en pleine croissance, peut être améliorée par des évaluations fréquentes du système, la formation des professionnels de la santé et le renforcement général du système de santé nigérian. Des études plus approfondies seraient nécessaires pour mieux évaluer la sécurité des médicaments dans cette population noire homogène. / The evolution of the pharmacovigilance system in Nigeria has been associated with modest growth and teaching hospitals have been identified as important partners in the pharmacovigilance mechanism. However, there have been no studies evaluating the performance of the pharmacovigilance system in Nigerian Teaching hospitals prior to this time. This study set out to evaluate the state of pharmacovigilance specifically adverse drug reactions in South-South Nigeria. The pharmacovigilance system as well as the prescribing pattern of medicines was evaluated using the WHO Core Pharmacovigilance indicators and WHO Core Prescribing indicators respectively. This was followed by an educational intervention with text messages sent via the Short Messaging System (SMS) to improve the knowledge, attitude and practice of pharmacovigilance amongst healthcare professionals. The number, quality and profile of Adverse Drug Reactions (ADRs) were also assessed before and after the intervention. Factors likely to contribute to poor reporting of pharmacovigilance issues were sought by conducting knowledge, awareness, and practice survey of healthcare professionals working in the zone.The findings showed that of the six teaching hospitals assessed, only three could be described as functional or partly functional although all had some structures in place for pharmacovigilance activities. The process and outcome/impact indicators revealed weak health systems and overall insufficient attention to pharmacovigilance in the hospitals as only one centre had committed their ADR reports to the National Pharmacovigilance Centre and there were few documented medicines related admissions ranging from 0.0985/1000 to 1.67/1000 admissions. It further showed that although a modest knowledge and fair perception of pharmacovigilance existed among the group, practice was poor as only 12% of the 811 healthcare Professionals had ever used the national ADR reporting form and there were few adverse drug reaction reports in the local hospital databases. These were attributed to insufficient awareness of pharmacovigilance on what can be reported, poor reporting processes, wrong beliefs that their reporting will not make a difference and difficulty in determining what to report. There was an improvement in the knowledge and practice of pharmacovigilance, with a 31.6% increase in the number of adverse drug reaction reports following an educational intervention. This study also highlighted the ADR profile to commonly used medicines in the zone and the inherent problems associated with spontaneous reporting. It further highlights that the growing discipline of pharmacovigilance can be improved through frequent assessments of the system, training of the healthcare professionals and general strengthening of the Nigerian healthcare system. More in-depth studies would be required to further evaluate the safety of medicines in the Nigerian population.

Ce travail de thèse porte sur l'estimation paramétrique du maximum de vraisemblance pour des données de survie tronquées à droite, lorsque les délais de troncature sont considérés déterministes. Il a été motivé par le problème de la modélisation des délais de survenue des effets indésirables médicamenteux à partir des bases de données de pharmacovigilance, constituées des cas notifiés. Les distributions exponentielle, de Weibull et log-logistique ont été explorées.Parfois le caractère tronqué à droite des données est ignoré et un estimateur naïf est utilisé à la place de l'estimateur pertinent. Une première étude de simulations a montré que, bien que ces deux estimateurs - naïf et basé sur la troncature à droite - puissent être positivement biaisés, le biais de l'estimateur basé sur la troncature est bien moindre que celui de l'estimateur naïf et il en va de même pour l'erreur quadratique moyenne. De plus, le biais et l'erreur quadratique moyenne de l'estimateur basé sur la troncature à droite diminuent nettement avec l'augmentation de la taille d'échantillon, ce qui n'est pas le cas de l'estimateur naïf. Les propriétés asymptotiques de l'estimateur paramétrique du maximum de vraisemblance ont été étudiées. Sous certaines conditions, suffisantes, cet estimateur est consistant et asymptotiquement normal. La matrice de covariance asymptotique a été détaillée. Quand le délai de survenue est modélisé par la loi exponentielle, une condition d'existence de l'estimation du maximum de vraisemblance, assurant ces conditions suffisantes, a été obtenue. Pour les deux autres lois, une condition d'existence de l'estimation du maximum de vraisemblance a été conjecturée.A partir des propriétés asymptotiques de cet estimateur paramétrique, les intervalles de confiance de type Wald et de la vraisemblance profilée ont été calculés. Une seconde étude de simulations a montré que la couverture des intervalles de confiance de type Wald pouvait être bien moindre que le niveau attendu en raison du biais de l'estimateur du paramètre de la distribution, d'un écart à la normalité et d'un biais de l'estimateur de la variance asymptotique. Dans ces cas-là, la couverture des intervalles de la vraisemblance profilée est meilleure.Quelques procédures d'adéquation adaptées aux données tronquées à droite ont été présentées. On distingue des procédures graphiques et des tests d'adéquation. Ces procédures permettent de vérifier l'adéquation des données aux différents modèles envisagés.Enfin, un jeu de données réelles constitué de 64 cas de lymphomes consécutifs à un traitement anti TNF-α issus de la base de pharmacovigilance française a été analysé, illustrant ainsi l'intérêt des méthodes développées. Bien que ces travaux aient été menés dans le cadre de la pharmacovigilance, les développements théoriques et les résultats des simulations peuvent être utilisés pour toute analyse rétrospective réalisée à partir d'un registre de cas, où les données sur un délai de survenue sont aussi tronquées à droite.