Le nonylphénol (4-n-nonylphénol) et le bisphénol A (4,4'isopropylidène-2-diphénol) sont des perturbateurs endocriniens qui ont été détectés dans des échantillons de sang, d'urine, de tissus adipeux et de lait humain. Ces molécules sont biotransformées en métabolites non-toxiques par un processus de glucuronidation. Plusieurs facteurs, incluant la co-exposition avec d'autres xénobiotiques, sont susceptibles de réduire les taux de glucuronidation. Les objectifs de cette étude étaient d'identifier et de caractériser l'impact de 14 médicaments dont la consommation est répandue sur la biotransformation de ces perturbateurs endocriniens. L'identification des interactions a été effectuée en co-incubant des hépatocytes de rat fraîchement isolés avec du nonylphénol ou du bisphénol A, et des médicaments à une concentration 50 fois plus élevée que la concentration maximale (Cmax) reportée chez l'humain suite à une dose thérapeutique. Une inhibition de la biotransformation des polluants a été observée avec la plupart des médicaments. Le naproxène (18,7 mM), l'acide salicylique (24,5 mM), la carbamazépine (1,9 mM) et l'acide méfénamique (1,45 mM) ont inhibé le métabolisme du nonylphénol et du bisphénol A à plus de 50% dans les suspensions d'hépatocytes. La caractérisation des inhibitions observées avec le naproxène, l'acide salicylique et la carbamazépine a été tentée à l'aide de microsomes hépatiques de rat. Le naproxène et la carbamazépine ont inhibé compétitivement la glucuronidation du nonylphénol et du bisphénol A. L'acide salicylique n'a montré aucune inhibition des taux de glucuronidation à une concentration de 1000 µM, suggérant ainsi que d'autres mécanismes d'action sont impliqués dans l'inhibition observée dans les hépatocytes. Des simulations effectuées à l'aide d'un modèle pharmacocinétique à base physiologique ont démontré que des niveaux thérapeutiques de naproxène peuvent entraîner une hausse du Cmax et de l'aire sous la courbe de la concentration de bisphénol A chez l'humain d'environ 1,8 fois (en assumant un Ki similaire chez le rat et l'humain). En conlusion, cette étude démontre que plusieurs médicaments peuvent inhiber la détoxication de polluants comme le nonylphénol et le bisphénol A. L'analyse de risque pour les polluants environnementaux doit donc prendre en compte la consommation de médicaments comme facteur pouvant hausser les niveaux internes pour une exposition donnée. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Nonylphénol, Bisphénol A, Médicaments, Biotransformation, Modélisation pharmacocinétique à base physiologique, Interactions.

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

La faible biodisponibilité de certaines molécules est un obstacle majeur lors de la conception de principes actifs innovateurs. L'optimisation de formulations pharmaceutiques peut améliorer de façon significative la biodisponibilité de ces molécules. Une attention particulière est donc accordée au choix et au dosage des excipients lors de la mise au point de médicaments. Afin de minimiser les études cliniques infructueuses, le potentiel d'absorption d'une molécule ayant un effet thérapeutique peut-être évalué in vitro. Des techniques qui tentent de reproduire les conditions biologiques telles que le PAMPA (Parallel Artificial Membrane Permeability Assay) peuvent alors être utilisées. Plus spécifiquement, cette technique permet l'étude du passage d'une molécule à travers une membrane modèle par voie passive. Depuis l'introduction du PAMPA en 1998, la recherche de conditions expérimentales mimant correctement le comportement in vivo a compliqué la technique sans toutefois améliorer la pertinence des résultats. C'est pourquoi une membrane artificielle modèle simple, représentative de l'environnement biologique et adaptable à un appareil de type PAMPA sera éventuellement mise au point dans le cadre de ce projet de recherche. Les résultats de travaux préliminaires effectués lors de la mise en place de ce nouveau volet de recherche seront présentés. Auparavant, nous avons entrepris d'étudier l'impact de la formulation pharmaceutique sur le mécanisme d'absorption d'un médicament modèle, la fluvastatine (FS), dans la paroi gastro-intestinale. Les conclusions de cette étude vont permettre, ou à tout le moins faciliter, la compréhension des résultats lors des analyses de pénétration membranaire effectuées avec la technique PAMPA. L'effet de l'excipient, le bicarbonate de sodium (NaHCO₃), sur l'interaction de la FS avec des membranes modèles a donc été étudié. Pour ce faire, les spectroscopies infrarouge à transformée de Fourier (IRTF) et de résonance magnétique nucléaire (RMN) de l'état solide ont été utilisées. Nos résultats ont démontré que la FS induit une ségrégation entre les lipides anioniques et zwitterioniques composant la membrane. Cet effet est par contre altéré suite à l'addition de quantités croissantes d'excipient. Cependant, l'addition de NaHCO₃ n'affecte pas l'interaction de la FS avec une membrane entièrement zwitterionique. Nos travaux soulignent à la fois l'impact de la formulation pharmaceutique sur l'interaction entre le médicament et la membrane et l'importance de la composition de la membrane lors de ce type d'étude. En ce qui a trait à la mise au point d'une membrane artificielle modèle pour l'étude de la pénétration membranaire de médicaments, il est rapidement devenu évident que l'ampleur du projet sortait du cadre de cette maîtrise. Toutefois, les travaux effectués mettent en évidence les difficultés qui seront rencontrées dans la suite du projet tout en suggérant de possibles approches afin de surmonter ces obstacles. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : RMN de l'état solide, Spectroscopie infrarouge, Fluvastatine, Formulation pharmaceutique, Interaction médicament-membrane, Biodisponibilité de médicaments, PAMPA.

Le syndrome du QT long (SQTL) est une anomalie du coeur caractérisée par une prolongation de l'intervalle de repolarisation entre les ondes Q et T sur l'électrocardiogramme. Ce syndrome pouvant provoquer de l'arythmie et même la mort peut être causé par des mutations génétiques, ou par la prise de certains médicaments. Plusieurs médicaments vendus sous ordonnance qui induisaient le syndrome du QT long ont été retirés du marché au cours de la dernière décennie et plusieurs autres ont échoué les tests de contrôle avant même leur sortie en pharmacie. La plupart de ces médicaments provoquent le SQTL à des doses thérapeutiques et dans pratiquement tous les cas, le syndrome est causé par une interaction du médicament avec le canal potassique transmembranaire du human ether-à-go-go-related-gene (hERG). Selon plusieurs études, la majorité des molécules qui bloquent le canal hERG se lieraient à des sites localisés dans la partie intracellulaire de la région du pore (hélice transmembranaire S5 et/ou S6) ou dans la région extracellulaire qui connecte S5 et S6. Dans la présente recherche, le rôle du segment extracellulaire (lIe583 -Tyr597 ) dans le fonctionnement du canal hERG et dans le mécanisme du SQTL fut étudié. Pour ce faire, l'interaction de ce segment avec quatre médicaments cardiotoxiques (bépridil, cétirizine, diphenhydramine, pentamidine) fut analysée en plus de vérifier l'interaction de ce segment et des médicaments avec des membranes modèles. Une approche combinant la RMN de l'état liquide et de l'état solide jumelée avec des analyses de dichroïsme circulaire a permis d'obtenir les conclusions suivantes. Tout d'abord, les résultats des interactions peptide-médicaments étudiées par RMN de l'état liquide du ¹H par des mesures de diffusion à l'aide de gradients de champ pulsés suggèrent une faible interaction du peptide avec chacun des médicaments dans un environnement aqueux. Cependant, une très forte interaction des médicaments et du peptide avec la membrane a été observée, suggérant un rôle potentiel de cette dernière dans la cardiotoxicité des médicaments provoquant le SQTL. Ensuite, les résultats des interactions médicaments-membranes et peptide-membrane étudiées par RMN de l'état solide du ²H et du ³¹P suggèrent une importante perturbation de la membrane (tant au niveau des têtes polaires que des chaînes acyle) par le segment extracellulaire lIe583 -Tyr597 . Finalement, les analyses de dichroïsme circulaire ont permis de démontrer que ce segment n'adopte pas une structure secondaire bien définie malgré sa forte interaction avec la membrane. Cependant, la conformation de ce segment varie en fonction de la nature et de la charge de la membrane modèle, ce qui prouve sa grande flexibilité structurale. Ces résultats suggèrent que la membrane joue un rôle important dans le fonctionnement du canal hERG, probablement en stabilisant des conformations transitoires durant les processus d'ouverture et de fermeture contrôlés par voltage. En terminant, les expériences biochimiques réalisées ont permis d'exprimer avec succès le segment S5. Des expériences sont toujours en cours pour purifier ce segment. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Syndrome du QT long, hERG, Médicaments cardiotoxiques, Membrane modèle, RMN de l'état liquide, RMN de l'état solide, Interaction médicaments-membranes, Interaction peptide-membranes.

La warfarine est un médicament anticoagulant possédant un faible index thérapeutique et une grande variabilité intra et interindividuelle dans la réponse au traitement. Les facteurs déterminants de la réponse à la warfarine ne sont pas tous connus et la présente étude vise à tester l'hypothèse que la pratique régulière d’activité physique puisse y être associée. Nous avons évalué si l’activité physique, mesurée à l’aide de 2 questionnaires différents, était associée à la dose de warfarine et au pourcentage de temps passé à l'intérieur de l'intervalle thérapeutique ciblé (time in therapeutic range : TTR). L’étude a été menée chez les 1064 participants de la Cohorte warfarine de l’Institut de Cardiologie de Montréal (ICM) et chez 618 utilisateurs de warfarine issus de la Biobanque de l’ICM. Nous avons trouvé que, dans les deux cohortes, les patients actifs nécessitaient une dose hebdomadaire moyenne plus élevée que les patients inactifs. L’association perdurait lorsque le modèle statistique était ajusté pour différentes variables connues pour influencer la réponse à la warfarine, telles que le génotype aux gènes CYP2C9 et VKORC1, l’âge, la taille, le poids, et l’INR ciblé. L’INR ciblé est décidé par le médecin et il correspond généralement à 2,0 – 3,0 ou 2,5 – 3,5. Les patients de la Cohorte warfarine avaient aussi plus de chances d’avoir un TTR inférieur à 60%, donc d’être moins stables. La pratique régulière d’activité physique est donc un facteur déterminant de la dose thérapeutique de warfarine et la pratique d'activité physique intensive est associée à un TTR plus faible. / Warfarin is an oral anticoagulant agent with a narrow therapeutic index. Dosing of warfarin is highly variable among patients and it may also vary in time for the same patient. All factors influencing warfarin response are not known and this study aims to elucidate if regular physical activity is one important factor. We evaluated whether warfarin dosage and the time in therapeutic range (TTR) were associated with RPA. RPA was measured via 2 different questionnaires. The study was conducted by using 1,064 patients in the Quebec Warfarin Cohort (QWC) and 618 patients from the Genetic-Hospital Cohort. Both cohorts are hosted at the Montreal Heart Institute. In both cohorts, we found that active patients required higher weekly doses of warfarin than inactive patients. The association was maintained when the model was adjusted for variables known to influence warfarin response, i.e. CYP2C9 and VKORC1 genotypes, age, height, weight and targeted INR. The targeted INR is fixed by the physicist and is usually between 2.0 and 3.0 or between 2.5 or 3.5. Active patients from the QWC were more susceptible to have a TTR inferior to 60%, i.e. to be unstable. RPA influences warfarin response and intensive RPA is associated with a greater instability in treatment response.

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

Le rein joue un rôle essentiel dans l’élimination des médicaments et de leurs métabolites, de ce fait il assure la défense de l'organisme contre de potentiels xénobiotiques toxiques. Particulièrement, les transporteurs des tubules proximaux rénaux qui ont un rôle dans la sécrétion tubulaire des médicaments. Ainsi, ils sont des déterminants important de la biodisponibilité des xénobiotiques dans l’organisme.Dans cette thèse nous nous sommes intéressés à l’implication des transporteurs rénaux humains hOAT1 et hOAT3 dans des interactions médicamenteuses moyennant des modèles in vitro. Après construction et validation des modèles d’études cellulaires HEK-hOAT1 et HEK-hOAT3, nous avons testé l’effet des inhibiteurs de la pompe à protons sur le transport du méthotrexate par les OATs ainsi que l’effet des antiviraux sur l’influx du tenofovir par ces mêmes transporteurs. Grâce à nos modèles cellulaires nous avons tenté d’expliquer in vitro de probables interactions médicamenteuses décrites en clinique. / The kidney plays an essential role in the elimination of drugs and their metabolites, thus it ensures the defense of the body against potential toxic xenobiotic. Particularly, the secretory transporters in the proximal tubule are major determinants of the disposition of xenobiotic in the body.In this thesis we investigated the involvement of human organic anions transporters hOAT1 and hOAT3 in drug drug interactions through study on in vitro cell models. After construction and validation of cells models studies HEK-hOAT1 and HEK-hOAT3, we tested the effect of proton pump inhibitors on methotrexate transport by OATs and the effect of antivirals on the influx of tenofovir by these two transporters. With our models we tried to explain in vitro probable drug interactions described in the clinic.

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