L'asthme est un problème de Santé publique au niveau mondial. Il touche environ 10% des enfants et des adultes en France, avec des conséquences socio-économiques importantes. L'asthme est une maladie respiratoire chronique obstructive complexe, caractérisée par une hétérogénéité phénotypique et une expression clinique variable au cours du temps. Les essais contrôlés randomisés restent la référence pour évaluer l'efficacité et la sécurité des médicaments. Néanmoins, les études pharmaco-épidémiologiques, nécessaires pour compléter les résultats des essais contrôlés randomisés, restent encore limitées dans l'asthme. Cette thèse en pharmaco-épidémiologie, s'appuyant sur deux cohortes françaises complémentaires, avait pour objectif d’améliorer la compréhension de la qualité de la prise en charge thérapeutique de l'asthme en population. Les objectifs spécifiques étaient d'étudier: 1) les bénéfices à long terme des corticoïdes inhalés dans l'asthme, 2) le ratio « traitements de fond/traitements des pathologies respiratoires obstructives », défini à partir des données médico-administratives, et ses fluctuations au cours du temps chez les sujets âgés, et 3) la polymédication dans l'asthme du sujet âgé.L'efficacité à court terme des corticoïdes inhalés a largement été démontrée mais leurs bénéfices à long terme ont rarement été étudiés. Nous avons estimé les effets à long terme des corticoïdes inhalés sur 245 adultes asthmatiques participant à l'étude EGEA. L'application d'une méthode par score de propension pour prendre en compte le biais d'indication n’a pas permis de mettre en évidence un bénéfice à long terme des corticoïdes inhalés utilisés au long cours sur la santé respiratoire. Un bénéfice potentiel de l’exposition aux corticoïdes inhalés au long cours a toutefois été observé sur l’évolution de la fonction respiratoire. Plusieurs indicateurs de qualité de prise en charge de l’asthme, basés principalement sur des bases de données administratives américaines, ont été proposés dans l'enfance et à l'âge adulte. Cependant, la pertinence de tels indicateurs n'a pas été spécifiquement étudiée dans des populations plus âgées et leurs fluctuations au cours du temps n'ont jamais été caractérisées. Notre étude menée auprès de 4328 femmes asthmatiques âgées de l'étude Asthma-E3N a montré que le ratio « traitements de fond/traitements des pathologies respiratoires obstructives », défini à partir des bases de données médico-administratives, est un indicateur pertinent pour identifier les sujets âgés à risque de mauvais contrôle de la maladie. De plus, l’étude de la variation à long terme du ratio a permis d’identifier des groupes de femmes asthmatiques présentant un risque élevé d’asthme non contrôlé à terme. La population âgée souffre fréquemment de multimorbidité, conduisant à la polymédication et potentiellement à une réponse altérée au traitement. L’impact des comorbidités et de leurs traitements reste inconnu. Nous avons appliqué une méthode intégrative à partir des bases de données de remboursements des médicaments chez les femmes asthmatiques de l'étude Asthma-E3N. Le « Pharmacome » a confirmé la polymédication dans cette population et a mis en évidence les liens entre les médicaments. En appliquant une méthode de classification sur les classes thérapeutiques des médicaments utilisés, nous avons identifié trois profils de femmes asthmatiques présentant un niveau de risque différent de mauvais contrôle de la maladie.En conclusion, les données médico-administratives représentent une source pertinente pour identifier les patients à haut risque de mauvais pronostic d’asthme au niveau populationnel. Notre travail en pharmaco-épidémiologie apporte une nouvelle approche sur l’évaluation de la prise en charge thérapeutique de l’asthme et sur l’interrelation entre les médicaments de l’asthme et les autres médicaments, proxies de comorbidités. Nos résultats sont d’une importance particulière, en raison du fardeau mondial de l’asthme........ / : Asthma is a worldwide non-communicable disease affecting around 10% of children and adults in France, with substantial socio-economic impacts. This is a complex chronic respiratory disease characterized by phenotypic heterogeneity and fluctuations of clinical expression over time. Randomized controlled trials (RCT) remain the gold standard to assess medication efficacy and safety. Nevertheless, pharmacoepidemiological studies have a helpful design to complement RCT findings, but are still limited in asthma. This thesis in pharmacoepidemiology, relying on two complementary French cohorts, aimed to add information on the assessment of the quality of asthma therapeutic management in real life. Specific aims were to investigate: i) the long-term benefits of inhaled corticosteroids in asthma, ii) the controller-to-total asthma medication ratio and its fluctuations over time in the elderly, and iii) the polymedication in elderly asthma.The short-term efficacy of inhaled corticosteroids on asthma has been largely established, but their long-term benefits have rarely been assessed. We estimated the long-term effects of inhaled corticosteroids on 245 adults with persistent asthma who participated to the EGEA study. Applying a propensity score method to take into account the indication bias did not offer evidence of a statistical significant long-term benefit of ICS used regularly or continuously over twelve years on respiratory health. However, a trend for benefits of long-term ICS exposure was observed on lung function evolution. Asthma therapeutic management in the elderly relies on studies performed in younger populations, postulating that its efficacy is similar in this specific population. Some quality of care markers, mainly based on US drug administrative databases, have been proposed in childhood and adulthood with asthma. However, the relevance of such asthma medication ratios has been poorly addressed in older populations, and its fluctuations over time have never been characterized. Our study, conducted among 4,328 elderly women with ever asthma from the Asthma-E3N study and using drug administrative databases, showed that the controller-to-total asthma medication ratio is also relevant in the elderly and identified specific patterns of fluctuations of the ratio significantly associated with the subsequent risk for poor asthma-related outcomes. The elderly population frequently suffers from multimorbidity, leading to polymedication and potential altered response to treatment. To which extent asthma-related comorbidities and their treatments impact on asthma phenotypes and medications remains unknown. Therefore, we applied an integrative method on a drug administrative database to characterize the medication network in elderly women with asthma from the Asthma-E3N study. The medication network (“Pharmacome”) in elderly asthma confirmed the complexity of therapeutic management in this population and highlighted links between medications. Applying a clustering method on drug use among participants with asthma, we identified three clusters of individuals characterized by their profiles of treatment use, which showed different risk levels for subsequent poor asthma characteristics (uncontrolled asthma, asthma attacks/exacerbations, impaired health-related quality of life).In conclusion, our findings are both of public health and clinical interests. Claims data are relevant to identify patients at high risk for poor asthma prognosis at the population level. Our work in pharmacoepidemiology, relying on health administrative databases, provides new insights into the assessment of asthma therapeutic management and the inter-relationship between asthma medications and medications for comorbid conditions......

Après les médicaments génériques, copies de médicaments d’origine chimique, c’est désormais le marché des médicaments biologiques qui s’ouvre à la concurrence de « copies » avec les bio-similaires. De nombreuses incertitudes demeurent concernant l’essor de ce marché aujourd’hui émergent et la capacité des bio-similaires à entrer en compétition avec les autres bio-médicaments innovants.Comme dans le cas des génériques, l’objectif avec les bio-similaires est d’assurer un accès optimal et équitable des patients à des traitements aussi efficaces et sûrs d’utilisation que leurs médicaments de référence, mais à des coûts sensiblement moindres. Suite à l’analyse des premières expériences avec ces produits dans l’Union européenne et au Japon, des limites des politiques mises en place pour encourager leur utilisation et des écueils au développement de ce marché, nous proposons des recommandations pour la construction d’une politique des bio-similaires ambitieuse et cohérente en France. / After generics, which are copies of chemical medicines, "copies" of already patented biologics (biosimilars) are entering the biologics market and competing with their originators. Many uncertainties remain regarding the development of this newly emerging market, and the ability of biosimilars to compete with other innovative biologics. As in the case of generics, the objective with biosimilars is to ensure optimal and equitable patient access to treatment as effective and safe to use as their originators, but at significantly lower costs. Following the analysis of the first experiences with these products in the European Union and Japan, we have noted the limits of existing policies to encourage their use as well as noting pitfalls in the development of this market. To remedy these problems, we make recommendations for the construction of an ambitious and coherent policy for biosimilars in France.

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Certains médicaments agissant sur le système nerveux central ont comme particularité d'entraîner parfois des troubles de l'abus et de la dépendance. Ces effets indésirables sont étudiés avant la mise sur le marché du médicament, lors des essais cliniques et non cliniques. Cependant, l'abus est un phénomène plurifactoriel, influencé par des facteurs liés à la substance, individuels et environnementaux. Ces déterminants ne peuvent pas être pris en compte avant la mise sur le marché du médicament et rendent essentielle la surveillance de l'abus de médicaments après la mise sur le marché, par l'intermédiaire notamment d'études pharmacoépidémiologiques. Une surveillance efficace de l'abus de médicament implique de comprendre les déterminants de l'abus et ses mécanismes sous-jacents. L'objectif de ce travail de thèse est donc d'analyser des déterminants de l'abus en utilisant des approches pharmacoépidémiologiques. Le premier travail a été d'établir un état des lieux des systèmes de surveillance de l'abus de médicaments en France et à l'étranger (publication n°1). Nous avons par la suite utilisé une enquête en population auprès des patients fréquentant des centres de soins spécialisés pour les usagers de drogues, afin d'étudier l'impact de la mise sur le marché de génériques de la Buprénorphine Haut Dosage (BHD) sur l'abus de BHD (publication n°2). Cette étude nous a permis d'analyser l'influence de la formulation sur l'abus de médicaments. L'exploration de la localisation géographique comme déterminant de l'abus n'a jamais été réalisée en France. / Some central nervous system medications sometimes lead to abuse or dependence. These adverse effects are assessed using premarketing studies such as clinical trials and non clinical studies. However, abuse is influenced by many factors, substance-related, individual and environmental. These factors could not be taken into account in premarketing studies. Thus, postmarketing surveillance of prescription drug abuse, using in particular pharmacoepidemiologic studies is essential. An efficient postmarketing surveillance requires the comprehension of abuse-related factors and underlying mechanisms. The purpose of this work was to analyse prescription drug abuse factors using pharmacoepidemiological approaches. The first part of this work was an overview of postmarketing surveillance systems dedicated to prescription drug abuse in France and in foreign countries (publication n°1). Then, we used a survey in population of patients seen in care centres dedicated to drug users in order to assess the impact of buprenorphine maintenance generic introduction on buprenorphine maintenance abuse (publication n°2). This study allows to observe the influence of the formulation on prescription drug abuse. The factors related to geographic area have never been explored in France, at our knowledge. Therefore, we studied geographic variations of prescription opioid abuse in three regions of southern France, Provence-Alpes-Côte d'Azur-Corse, Rhône-Alpes and Midi-Pyrénées using a pharmacoepidemiologic approach based on prescription drug reimbursement database, the doctor shopping method (publication n°3).

La Multidrug resistance Protein 1 (MRP1) est impliquée dans le phénotype de résistance multiple aux médicaments (MDR) des cellules cancéreuses. Les substrats physiologiques de MRP1 comprennent notamment le glutathion (GSH). Certains médicaments anti-cancéreux tels que la doxorubicine sont co-transportés avec le glutathion. Pour contourner le phénotype MDR induit par MRP1, nous proposons une nouvelle stratégie thérapeutique basée sur la sensibilité collatérale (SC) des cellules résistantes surexprimant MRP1. Certains composés, comme le vérapamil, provoquent la mort sélective des cellules résistantes (les cellules témoins ne sont pas affectées) en stimulant l'efflux du glutathion médié par MRP1. La déplétion intracellulaire très rapide et très forte du glutathion induit probablement un stress oxydatif déclenchant la mort cellulaire. Nous avons identifié de nouveaux agents de sensibilité collatérale puissants in vitro et nous avons montré l'effet du meilleur composé sur la réduction de la croissance des tumeurs chimiorésistantes chez la souris. Nous avons étudié le mécanisme moléculaire d'action des agents de SC et identifié un résidu, localisé dans une région inattendue, impliqué dans la stimulation de l'efflux de glutathion induit par ces molécules / Multidrug resistance Protein 1 (MRP1) is involved in the multidrug resistance (MDR) phenotype of cancer cells. Physiological substrates of MRP1 include glutathione (GSH) and drugs such as doxorubicin are co-transported with glutathione. To circumvent the MDR phenotype induced by MRP1, we propose a new therapeutic strategy based on collateral sensitivity (CS) of resistant cell expressing MRP1, its overexpression becoming the Achilles heel of the cell. Some compounds, like verapamil, act as MRP1 modulators. They trigger selective death of resistant cells (control cells are not affected) by stimulating MRP1-mediated glutathione efflux. The fast and huge intracellular depletion of glutathione probably induces an oxidative stress triggering cell death. We identified new potent collateral sensitivity agents in vitro and we checked the effect of the strongest compound on reducing resistant tumor growth in nude mice. We studied the molecular mechanism of action of CS agents and identified an unexpected residue involved in the stimulation of glutathione efflux induced by these molecules

Chez l’homme, de nombreux médicaments ne sont toxiques que chez un petit nombre de patients traités. Divers facteurs de susceptibilité, génétiques et autres (doses quotidiennes, stress inflammatoire, réaction immune, maladie hépatique,…), favoriseraient la survenue de ces toxicités de type idiosyncratique, non prévisibles par des études chez l’animal. Leur prédiction et la caractérisation des mécanismes impliqués représentent donc un challenge majeur. Dans ce travail, nous avons étudié in vitro l’influence d’un stress inflammatoire sur le potentiel cytotoxique, cholestatique et stéatosique de trois médicaments connus par leurs effets de type idiosyncratique au niveau du foie, le diclofenac (DCF), la trovafloxacine (TVX) et l’amiodarone (AMD) en utilisant comme modèles expérimentaux les cellules humaines HepaRG différenciées, métaboliquement compétentes, et pour comparaison les cellules HepaRG non différenciées, les cellules HepG2, les hépatocytes humains primaires ainsi qu’un autre modèle cellulaire eucaryote la levure Saccharomyces cerevisiae. Nos résultats montrent que les cellules HepaRG différenciées sont moins sensibles au DCF que les cellules métaboliquement non compétentes et que cette toxicité implique la voie intrinsèque de l’apoptose, associée à la génération de ROS et d’un stress du réticulum endoplasmique. Elle est aggravée par le TNF-α via la voie apoptotique extrinsèque. La toxicité de DCF est aussi augmentée lors d’un co-traitement avec TVX et encore plus en présence de TNF-α. En revanche, cette cytokine ne potentialise pas les effets cholestatiques des 2 molécules, caractérisés notamment par une dilatation des canalicules biliaires et une inhibition de l’activité de certains transporteurs d’acides biliaires (BSEP, NTCP). Un stress inflammatoire induit par le lipopolysaccharide bactérien aggrave aussi les effets cytotoxiques et stéatosiques de l’AMD via une production de ROS, une inhibition de l’oxydation des acides gras et une accumulation des triglycérides, aboutissant à un contexte de stéatohépatite. De plus, une aggravation de la toxicité de DCF a également été observée dans Saccharomyces cerevisiae portant une mutation au niveau de certains transporteurs de la phase III, tel que Pdr5, et surtout après co-traitement avec la N-acétyl-cystéine via une voie qui pourrait être dépendante des perturbations des ponts di-sulfure au niveau de certaines protéines clés (transporteurs, protéines de signalisation ou facteurs de transcription, ...). Au total, tous ces résultats suggèrent que des facteurs environnementaux tel qu’un stress inflammatoire, et génétiques peuvent moduler la réponse toxique à des médicaments non seulement en induisant des stress oxydants et du réticulum endoplasmique mais aussi en modifiant leur métabolisme et donc les interactions entre médicaments, et certaines voies de signalisation essentielles. / In human, many drugs are toxic for only rare patients. Genetic and various other factors (daily doses, inflammatory stress, immune reaction, liver diseases) are thought to favor such idiosyncratic toxicity that is not predictable in animals. Its prediction and mechanisms involved are very challenging. In this work, we have investigated in vitro the influence of an inflammatory stress on cytotoxic, cholestatic and steatotic effects of 3 drugs which are known to cause idiosyncratic hepatotoxicity, i.e. diclofenac (DCF), trovafloxacin (TVX) and amiodarone (AMD), using as experimental models, metabolically competent differentiated HepaRG cells, and for comparison, undifferentiated HepaRG cells, HepG2 cells, primary human hepatocytes as well as a non hepatic eukaryotic cell, the yeast Saccharomyces cerevisiae. Our results show that differentiated HepaRG cells were less sensitive than their undifferentiated counterparts and that toxicity involved intrinsic apoptosis., associated with ROS generation and endoplasmic reticulum stress and was aggravated with TNF-α via extrinsic apoptosis.. DCF toxicity was augmented by co-treatment with TVX and further by co-addition of TNF-α. By contrast, this cytokine did not potentiate cholestatic effects of either drug, typified by dilatation of bile canaliculi and inhibition of some bile acids transporters (BSEP, NTCP). An inflammatory stress induced by the bacterial lipopolysaccharide aggravated cytotoxicity and steatosis induced by AMD, via ROS generation, fatty acid oxidation and triglycerides accumulation leading to a steatohepatitis-like state. Moreover, DCF toxicity was also augmented in S. cerevisiae containing mutations of transporters of phase III, such as Pdr5, and especially after co-treatment with N-acetyl cysteine, via a pathway that is probably dependent on alterations of di-sulfure bounds in critical proteins (transporters, signaling proteins, transcription factors). Together, all the results suggest that environmental factors, such as inflammatory stress or genetic factors can modulate the toxic response to drugs by inducing oxidative and endoplasmic reticulum stress as well as by modifying metabolism, drug-drug interactions and key signaling pathways.

Le développement de méthodes de délivrance de médicaments ciblées est devenu un objectif primordial dans le cadre des thérapies anticancéreuses. Dans ce contexte, il est possible de combiner l’utilisation de microgouttes de perfluorocarbone (PFC) avec des ultrasons afin de déclencher à distance et de façon spatialement contrôlée la vaporisation du PFC, et donc l’ouverture de ces microgouttes et la libération de leur contenu. Nous avons ainsi pu démontrer la possibilité d’utiliser ces microgouttes de PFC afin de contrôler spatialement mais également temporellement une réaction chimique spontanée comme la cycloaddition non catalysée entre un azoture et un alcyne. Nous avons ensuite montré que cette stratégie de chimie in situ pouvait être appliquée avec succès à l’activation locale in vitro de pro-drogues de la doxorubicine et de la monométhylauristatine E par la β-glucuronidase, ouvrant ainsi la voie à la fabrication de médicaments directement dans les tumeurs. Une stratégie de mélange microfluidique a également été étudiée. Le caractère laminaire des écoulements de fluides en microfluidique rendant le mélange entre fluides particulièrement lent, il est donc nécessaire de concevoir des méthodes de mélange efficaces dans l’optique de créer de véritables « laboratoires sur puce ». Nous avons ainsi pu montrer qu’une généralisation du concept de vaporisation du PFC par ultrasons pouvait permettre d’accéder à une méthode de mélange microfluidique rapide et efficace. / Development of targeted drug-delivery methods has become an increasingly important research field in cancer therapy. In this context, perfluorocarbon (PFC) microdroplets can be combined with ultrasound. The latter can remotely trigger the vaporization of the PFC phase, thus opening the microdroplets and releasing their content in a spatially controlled manner. In this work, we were able to establish that these PFC droplets could be used to control both temporally and spatially a spontaneous chemical reaction such as the non-catalyzed azide-alkyne cycloaddition. This « in situ chemistry » strategy was also successfully applied to the in vitro localized release of either a doxorubicin or a monomethylauristatin E prodrug and their subsequent activation by a specific enzyme, the β glucuronidase. We believe that such strategy could lead to drug synthesis directly into the tumors. A new microfluidic mixing method was also developed. Flows are typically laminar in microfluidic systems, which impedes an efficient and fast mixing between fluids. In order to design fully functionnal « labs on chips », mixing methods need to be implemented. In this context, we showed that the vaporization of a PFC phase under the focus of an ultrasound transducer could be used to achieve fast and efficient mixing in a microfluidic channel.

Les récepteurs couplés aux protéines G (RCPG) représentent la plus grande famille de protéines membranaires, et ils sont la cible de plus de 25% des médicaments. Ces récepteurs activent diverses voies de signalisation cellulaire via plusieurs familles de protéines G hétéro-trimériques (Gs, Gq, Gi/o et G12/13). Etant donné qu’un RCPG peut activer différentes protéines G, il est important de comprendre comment des ligands favorisent l’activation de certaines protéines G au détriment des autres (ligands biaisés). L’objectif de mon travail a été de développer de nouveaux tests pour l’étude des protéines G qui soient spécifiques d’une famille voire même de certains sous-types de protéines. / G protein-coupled receptors (GPCRs) represent the main family of membrane proteins, and they are the target of more than 25% of drugs in the market. These receptors activate various signaling pathways through different families of heterotrimeric G proteins (Gs, Gq, Gi/o et G12/13). Since a given GPCR can activate several G proteins, it is important to understand how ligands favor the activation of some of these G proteins (biased ligands). The objective of my thesis was to develop assays to study most G protein subtypes.

Doctorat en Sciences / info:eu-repo/semantics/nonPublished

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