<p>Colorectal cancer is one of the most common malignant diseases in Sweden – more than 5000 new cases are diagnosed each year. The overall five-year survival is about 60% and in cases of recurrence the prognosis is poor.</p><p>In a phase III study in advanced colorectal cancer the response rate was doubled when 5-FU was given as a bolus injection versus as a short infusion. The toxicity was similar and time to progression was longer in the injection group. However, overall survival was not significantly different. Dose-effect relationships of 5-FU were studied in another phase III study recruiting 312 patients. A decrease from 500 mg/m² to 400 mg/m² worsened the treatment results. A low incidence of severe toxicity was seen in both groups. An increase to 600 mg/m² worsened the toxicity without any improvement of the results.</p><p>A cytotoxic drug sensitivity test in different tumour types, mainly gastrointestinal cancer, poorly predicted treatment outcome in a phase II study.</p><p>The conventional Nordic Flv regimen was split in a phase I/II trial. An escalation of dose was possible and the response rate was 20%.</p><p>Thymidylate synthase (TS) and the gene expression of p53 were investigated by immunohistochemical technique in the primary tumours of 132 patients. None of the markers predicted the later palliative chemotherapy result. However, TS significantly predicted time to recurrence.</p><p>Serum markers were analysed before and during FLv treatment to early predict outcomes among 87 patients. TPS is promising, both as a predictive marker before start of treatment and after a short period of treatment. In the same setting, CEA had lower predictive value. S-VEGF and S-bFGF did not yield any prognostic information of later outcome. In all studies B-haemoglobin values, performance status and subjective response were strong markers, both for prediction of objective response and for survival.</p>

Colorectal cancer is one of the most common malignant diseases in Sweden – more than 5000 new cases are diagnosed each year. The overall five-year survival is about 60% and in cases of recurrence the prognosis is poor. In a phase III study in advanced colorectal cancer the response rate was doubled when 5-FU was given as a bolus injection versus as a short infusion. The toxicity was similar and time to progression was longer in the injection group. However, overall survival was not significantly different. Dose-effect relationships of 5-FU were studied in another phase III study recruiting 312 patients. A decrease from 500 mg/m2 to 400 mg/m2 worsened the treatment results. A low incidence of severe toxicity was seen in both groups. An increase to 600 mg/m2 worsened the toxicity without any improvement of the results. A cytotoxic drug sensitivity test in different tumour types, mainly gastrointestinal cancer, poorly predicted treatment outcome in a phase II study. The conventional Nordic Flv regimen was split in a phase I/II trial. An escalation of dose was possible and the response rate was 20%. Thymidylate synthase (TS) and the gene expression of p53 were investigated by immunohistochemical technique in the primary tumours of 132 patients. None of the markers predicted the later palliative chemotherapy result. However, TS significantly predicted time to recurrence. Serum markers were analysed before and during FLv treatment to early predict outcomes among 87 patients. TPS is promising, both as a predictive marker before start of treatment and after a short period of treatment. In the same setting, CEA had lower predictive value. S-VEGF and S-bFGF did not yield any prognostic information of later outcome. In all studies B-haemoglobin values, performance status and subjective response were strong markers, both for prediction of objective response and for survival.

Le benzo[a]pyrène (BaP) est un contaminant environnemental de la famille des hydrocarbures aromatiques polycycliques ayant été classé cancérogène chez l’humain. Cependant, la relation entre l’exposition et les effets est toujours mal documentée. L’objectif de cette thèse était de mieux documenter la relation quantitative entre l’exposition au BaP, l’évolution temporelle des biomarqueurs d’exposition et l’apparition d’altérations biologiques précoces, à partir d’études expérimentales chez le rat. Dans un premier temps, nous avons déterminé l’effet de 4 doses de BaP (0.4, 4, 10 et 40 µmol/kg) sur plusieurs biomarqueurs d’exposition (3- et 7-OHBaP, 4,5- et 7,8-diolBaP, BaPtétrol et 1,6-, 3,6- et 7,8-diones-BaP), les adduits à l’ADN et l’expression de gènes impliqués dans le métabolisme du BaP, la réparation de l’ADN et le stress oxydatif. Le BaP et ses métabolites ont été mesurés dans le sang, les tissus et les excrétas, 8 h et 24 h après l’administration intraveineuse de BaP par chromatographie liquide à ultra haute performance (UHPLC) couplée à la fluorescence. Les adduits à l’ADN ont été quantifiés dans les poumons par immuno-essai en chémoluminescence. L’expression des gènes dans les poumons a été réalisée par PCR quantitative en temps réel (qRT-PCR). Les résultats ont révélé une bonne relation dose-excrétion pour le 3-OHBaP, le 4,5-diolBaP et le 7,8-diolBaP et ils ont également renforcé l’utilité du 4,5-diolBaP comme potentiel biomarqueur du BaP en plus du 3-OHBaP. De plus, l’augmentation dose-dépendante de la formation des adduits et de l’expression de certains gènes impliqués dans le métabolisme et le stress oxydatif a suggéré l’intérêt de ces derniers comme biomarqueurs d’effet précoce. Dans un second temps, nous avons évaluer le profil cinétique des biomarqueurs en lien avec la modulation temporelle de la formation des adduits à l’ADN et de l’expression génique, en utilisant la dose de 40 µmol/kg de BaP telle qu’établie dans l’étude précédente, avec une série de mesures sur une durée de 72 h après l’injection intraveineuse de BaP. Il est apparu que le 3- et le 7-OHBaP ainsi que le 4,5- et le 7,8-diolBaP semblaient être de bons biomarqueurs d'exposition; les hydroxyBaP et diolBaP présentaient des cinétiques différentes, mais tous ces métabolites étaient corrélés de façon significative aux adduits BaPDE dans les poumons. L’expression de certains gènes et l’étude de leur profil cinétique a également permis de faire des liens avec la formation des adduits et de mieux comprendre le métabolisme du BaP. Après ces résultats, il semblait alors logique de s’intéresser à l’effet de la voie d’exposition dans un context d’exposition multiple de la population. Les données mesurées dans le sang et les excréta, après administration de 40 µmol/kg de BaP par voie intraveineuse, intratrachéale, orale, et cutanée, ont encore une fois montré l'intérêt de mesurer plusieurs métabolites pour l’évaluation de l’exposition en raison des différences en fonction de la voie d’administration du composé et des différences dans la cinétique de plusieurs biomarqueurs, notamment entre les hydroxy (3- et 7-OHBaP) et les diols-BaP (4,5- et 7,8-diolBaP). Les résultats suggèrent aussi que la mesure de ratios de concentrations de différents métabolites pourrait aider à indiquer le moment et la principale voie d’exposition. Ces données ont permis une meilleure compréhension du continuum entre l’exposition et les effets. / Benzo(a)pyrene (BaP) is a polycyclic aromatic hydrocarbon that has been classified as carcinogenic to humans. However, the relationship between exposure and effect is still poorly documented. The aim of this thesis was to document the quantitative relationship between exposure to BaP, the temporal evolution of biomarkers of exposure and the appearance of early biological alterations, by conducting experimental studies in rats. First, we determined the effect of four doses of BaP (0.4, 4, 10 and 40 µmol / kg) on several biomarkers of exposure (3- and 7-OHBaP, 4,5- and 7,8 -diolBaP, BaPtetrol and 1,6 -, 3,6 - and 7,8-dione-BaP), on DNA adducts and the expression of genes involved in the metabolism of BaP, DNA repair and oxidative stress. BaP and its metabolites were measured in blood, tissues and excreta, 8 h and 24 h after intravenous administration of BaP by ultra high performance liquid chromatography (UHPLC) coupled to fluorescence. The DNA adducts were quantified in lungs by chemiluminescence immunoassay. Gene expression in lungs was achieved by quantitative real time PCR (qRT-PCR). The results showed a good dose-excretion relationship for 3- OHBaP , 4,5- and 7,8- diolBaP and they also showed the usefulness of 4,5- diolBaP as a potential biomarker of BaP in addition to 3- OHBaP. Furthermore, the dose-dependent increase in the formation of adducts and the expression of certain genes involved in metabolism and oxidative stress highlighted the latter as potentially interesting biomarkers of effect. The following study was designed to evaluate the toxicokinetic profile of biomarkers of exposure related to the temporal modulation of the formation of DNA adducts and gene expression, using a dose of 40 µmol/kg BaP as set out in the previous study, but with regular measurements during the 72-h period following intravenous injection of BaP. It appeared that the 3 - and 7- OHBaP and 4,5 - and 7,8- diolBaP seemed to be good biomarkers of exposure; hydroxyBaPs and diolBaPs exhibited different kinetics but all the metabolites were significantly correlated with BaPDE adducts in the lungs. The expression of genes and the study of their kinetic profile also allowed to assess the relationship with the formation of adducts and better understand the metabolism of BaP. Based on these results, it seemed logical to focus on the effect of the route of exposure. The data measured in the blood and excreta after intravenous, intratracheal, oral, and cutaneous administration of 40 mmol/kg BaP have once again demonstrated the importance of measuring several metabolites due to kinetic differences depending on the route of administration of the compound and among biomarkers, in particular between OHBaPs (3 - and 7 - OHBaP) and diolBaPs (4,5 - and 7,8- diolBaP). Results also suggest that measurements of concentration ratios of different metabolites could help indicate the time and the main route of exposure. Overall, these data allowed a better understanding of the continuum between BaP exposure and early effects.

Le benzo[a]pyrène (BaP) est un contaminant environnemental de la famille des hydrocarbures aromatiques polycycliques ayant été classé cancérogène chez l’humain. Cependant, la relation entre l’exposition et les effets est toujours mal documentée. L’objectif de cette thèse était de mieux documenter la relation quantitative entre l’exposition au BaP, l’évolution temporelle des biomarqueurs d’exposition et l’apparition d’altérations biologiques précoces, à partir d’études expérimentales chez le rat. Dans un premier temps, nous avons déterminé l’effet de 4 doses de BaP (0.4, 4, 10 et 40 µmol/kg) sur plusieurs biomarqueurs d’exposition (3- et 7-OHBaP, 4,5- et 7,8-diolBaP, BaPtétrol et 1,6-, 3,6- et 7,8-diones-BaP), les adduits à l’ADN et l’expression de gènes impliqués dans le métabolisme du BaP, la réparation de l’ADN et le stress oxydatif. Le BaP et ses métabolites ont été mesurés dans le sang, les tissus et les excrétas, 8 h et 24 h après l’administration intraveineuse de BaP par chromatographie liquide à ultra haute performance (UHPLC) couplée à la fluorescence. Les adduits à l’ADN ont été quantifiés dans les poumons par immuno-essai en chémoluminescence. L’expression des gènes dans les poumons a été réalisée par PCR quantitative en temps réel (qRT-PCR). Les résultats ont révélé une bonne relation dose-excrétion pour le 3-OHBaP, le 4,5-diolBaP et le 7,8-diolBaP et ils ont également renforcé l’utilité du 4,5-diolBaP comme potentiel biomarqueur du BaP en plus du 3-OHBaP. De plus, l’augmentation dose-dépendante de la formation des adduits et de l’expression de certains gènes impliqués dans le métabolisme et le stress oxydatif a suggéré l’intérêt de ces derniers comme biomarqueurs d’effet précoce. Dans un second temps, nous avons évaluer le profil cinétique des biomarqueurs en lien avec la modulation temporelle de la formation des adduits à l’ADN et de l’expression génique, en utilisant la dose de 40 µmol/kg de BaP telle qu’établie dans l’étude précédente, avec une série de mesures sur une durée de 72 h après l’injection intraveineuse de BaP. Il est apparu que le 3- et le 7-OHBaP ainsi que le 4,5- et le 7,8-diolBaP semblaient être de bons biomarqueurs d'exposition; les hydroxyBaP et diolBaP présentaient des cinétiques différentes, mais tous ces métabolites étaient corrélés de façon significative aux adduits BaPDE dans les poumons. L’expression de certains gènes et l’étude de leur profil cinétique a également permis de faire des liens avec la formation des adduits et de mieux comprendre le métabolisme du BaP. Après ces résultats, il semblait alors logique de s’intéresser à l’effet de la voie d’exposition dans un context d’exposition multiple de la population. Les données mesurées dans le sang et les excréta, après administration de 40 µmol/kg de BaP par voie intraveineuse, intratrachéale, orale, et cutanée, ont encore une fois montré l'intérêt de mesurer plusieurs métabolites pour l’évaluation de l’exposition en raison des différences en fonction de la voie d’administration du composé et des différences dans la cinétique de plusieurs biomarqueurs, notamment entre les hydroxy (3- et 7-OHBaP) et les diols-BaP (4,5- et 7,8-diolBaP). Les résultats suggèrent aussi que la mesure de ratios de concentrations de différents métabolites pourrait aider à indiquer le moment et la principale voie d’exposition. Ces données ont permis une meilleure compréhension du continuum entre l’exposition et les effets. / Benzo(a)pyrene (BaP) is a polycyclic aromatic hydrocarbon that has been classified as carcinogenic to humans. However, the relationship between exposure and effect is still poorly documented. The aim of this thesis was to document the quantitative relationship between exposure to BaP, the temporal evolution of biomarkers of exposure and the appearance of early biological alterations, by conducting experimental studies in rats. First, we determined the effect of four doses of BaP (0.4, 4, 10 and 40 µmol / kg) on several biomarkers of exposure (3- and 7-OHBaP, 4,5- and 7,8 -diolBaP, BaPtetrol and 1,6 -, 3,6 - and 7,8-dione-BaP), on DNA adducts and the expression of genes involved in the metabolism of BaP, DNA repair and oxidative stress. BaP and its metabolites were measured in blood, tissues and excreta, 8 h and 24 h after intravenous administration of BaP by ultra high performance liquid chromatography (UHPLC) coupled to fluorescence. The DNA adducts were quantified in lungs by chemiluminescence immunoassay. Gene expression in lungs was achieved by quantitative real time PCR (qRT-PCR). The results showed a good dose-excretion relationship for 3- OHBaP , 4,5- and 7,8- diolBaP and they also showed the usefulness of 4,5- diolBaP as a potential biomarker of BaP in addition to 3- OHBaP. Furthermore, the dose-dependent increase in the formation of adducts and the expression of certain genes involved in metabolism and oxidative stress highlighted the latter as potentially interesting biomarkers of effect. The following study was designed to evaluate the toxicokinetic profile of biomarkers of exposure related to the temporal modulation of the formation of DNA adducts and gene expression, using a dose of 40 µmol/kg BaP as set out in the previous study, but with regular measurements during the 72-h period following intravenous injection of BaP. It appeared that the 3 - and 7- OHBaP and 4,5 - and 7,8- diolBaP seemed to be good biomarkers of exposure; hydroxyBaPs and diolBaPs exhibited different kinetics but all the metabolites were significantly correlated with BaPDE adducts in the lungs. The expression of genes and the study of their kinetic profile also allowed to assess the relationship with the formation of adducts and better understand the metabolism of BaP. Based on these results, it seemed logical to focus on the effect of the route of exposure. The data measured in the blood and excreta after intravenous, intratracheal, oral, and cutaneous administration of 40 mmol/kg BaP have once again demonstrated the importance of measuring several metabolites due to kinetic differences depending on the route of administration of the compound and among biomarkers, in particular between OHBaPs (3 - and 7 - OHBaP) and diolBaPs (4,5 - and 7,8- diolBaP). Results also suggest that measurements of concentration ratios of different metabolites could help indicate the time and the main route of exposure. Overall, these data allowed a better understanding of the continuum between BaP exposure and early effects.

Le mésothéliome pleural est considéré comme très spécifique d’une exposition à l’amiante. Cependant, certains aspects de l’étiologie de cette maladie n’ont pas encore été bien caractérisés. Les objectifs de cette étude sont : i) d’estimer la relation dose-effet entre exposition professionnelle aux fibres d’amiante et survenue de mésothéliome pleural selon différents indicateurs temporels d’exposition ; ii) d’étudier l’effet d’une exposition professionnelle aux laines minérales et aux poussières alvéolaires de silice cristalline libre sur le risque de survenue de mésothéliome pleural et iii) d’identifier les professions et secteurs d’activité à risque de survenue de mésothéliome pleural à partir de données recueillies sur une période de 20 ans. Les cas provenaient de ceux recrutés dans une précédente étude cas-témoins réalisée entre 1987 et 1993 et des cas enregistrés dans le programme national de surveillance du mésothéliome entre 1998 et 2006 (1 199 hommes). Les témoins ont été appariés en fréquence sur l’année de naissance et le sexe (2 378 hommes). L’exposition professionnelle à l’amiante, aux laines minérales et à la silice a été évaluée à partir de matrices emplois-exposition. Les relations dose-effet ont été estimées à l’aide du modèle logistique et leur forme a été obtenue grâce à l’utilisation de fonctions splines cubiques restreintes. Si la relation dose-effet à l’amiante est bien confirmée (particulièrement aux faibles doses), cette étude apporte de nouveaux résultats sur la relation temps-effet (rôle du temps écoulé depuis la dernière exposition ou effet de l’âge à la première exposition). Elle ouvre également de nouvelles perspectives sur le rôle des co-expositions (laines minérales) et permet d’identifier de nouvelles activités à risque, comme les mécaniciens automobiles. / Asbestos exposure is recognized as the primary cause of pleural mesothelioma. However, some aspects of etiology of this disease have not been well characterized. The objective of this study was to elucidate dose-response relationships of temporal pattern of occupational asbestos exposure in males, using case-control data, to study effect of man made vitreous fibers and silica dust on the risk of pleural mesothelioma and finally, to describe occupations and industries at high risk for this cancer among men in France according a period of twenty years of observation. Cases came from a French case-control study conducted in 1987-1993 and from the French National Mesothelioma Surveillance Program in 1998-2006 (1,199 males). Population controls were frequency matched by sex and year of birth (2,378 males). Occupational asbestos exposure was evaluated with a job-exposure matrix. The dose-response relationships were estimated using logistic regression models and form of this relationship were estimated using restricted cubic spline functions. Dose-response relationship was confirmed (particularly for lowest doses). However, this study provides new results about time-effect relationships (role of time since last exposure or effect of age at first exposure). This study opens up new prospects on the role of co-exposure (mineral wool) and permit to identify new activities at risk for pleural mésothéliome as motor vehicle mechanics.