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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Cette thèse s’intéresse, d'une part à la question de la maîtrise des dépenses de médicaments, et d'autre part à l’analyse de la concurrence en prix sur le marché des médicaments non remboursables, à la lumière des politiques de déremboursement.Ces dernières années, des actions visant à modifier les pratiques des prescripteurs se développent avec des actions de ciblage des médecins. Le premier chapitre de cette thèse pose ainsi la question de l’identification de ces médecins dans les systèmes d’informations actuels. Les résultats montrent que si les médecins généralistes outliers peuvent être identifiés correctement, il est néanmoins nécessaire, pour élargir le ciblage, de privilégier des indicateurs relevant de pathologies précises ou d’enrichir les systèmes d’informations avec les codes diagnostic pour définir des indicateurs plus généraux.Outre l'état de santé des patients, différents déterminants, sociologiques et économiques, peuvent influencer les pratiques des médecins, dont l'environnement concurrentiel. Le deuxième chapitre s’intéresse à l’effet de l’inégale répartition spatiale des médecins, dans le cas de la prescription de médicaments. Les résultats sont sensibles à la spécification retenue de la variable de densité médicale et invitent à conclure à une absence d’effet de l’évolution de la densité sur la variation des dépenses de prescription. Néanmoins, ce résultat reflète la somme de deux effets contraires qui se compensent.Le troisième chapitre s’inscrit dans un contexte où la question d’ouvrir la vente des médicaments non remboursables en dehors des officines se pose de plus en plus. Les résultats soulignent un manque de concurrence en prix entre officines sur ce segment de marché. / This thesis addresses several issues: on the one hand, we focus on policies for controlling drug expenditures: on the other hand, we analyze the price competition on the OTC drugs market, in a context of drugs delisting policies.In recent years, some plans to affect change and improve prescribing practices are developed, with the emergence of physician profiling methods. The first chapter wonders about such a profiling in the current information system. Results show that outliers can be correctly identified; but to broaden profiling, we have to use some disease-specific indicators, or to improve information systems with diagnostic codes to define more general indicators.In addition to patient health, various sociological and economic factors may influence physician practices, including the competitive environment. The second chapter focuses on the unequal spatial distribution of general practitioners on drugs prescribing variability. Results are sensitive to the specification used for the medical density variable and suggest there is no effect of the density variation on the average prescribing cost per patient and per physician. However, this result reflects the sum of two opposite effects that cancel.In a context where the sale of OTC drugs outside pharmacies is controversial, the third chapter show there is no price competition between pharmacies on this market segment.

En transplantation d'organes solides ou en greffe de moelle osseuse, la ciclosporine et letacrolimus ont prouvé leur efficacité. Ils sont cependant de maniement délicat du fait d'unintervalle thérapeutique étroit et d'une grande variabilité pharmacocinétique inter et intraindividuelle.Un suivi thérapeutique et une adaptation des posologies de ces médicaments sontnécessaires pour diminuer le risque de rejet et limiter leur toxicité.Un modèle PBPK est construit à partir de considérations anatomiques, physiologiques etbiochimiques. Il permet d'apporter des informations sur les cinétiques tissulaires et sur lesrépercussions des altérations physiologiques ou pathologiques.Les modalités optimales d'administration de la ciclosporine en greffe de moelle osseusepédiatrique, ainsi que les zones thérapeutiques à atteindre, font l'objet de débats. Un modèlePBPK-PD pour la ciclosporine construit à partir de données chez le rat puis extrapolé etvalidé chez l'homme a permis d'estimer l'exposition à la ciclosporine dans les organes ciblesde la GVH, de comparer les modalités d'administration en perfusion intraveineuse, et dedéfinir des concentrations cibles en fonction des indications. L'adaptation posologique du tacrolimus en transplantation hépatique par la méthodeBayésienne reste relativement imprécise dans la période initiale après la greffe, parce que lesfacteurs de variabilité sont imparfaitement connus. Un modèle PBPK a été construit et évaluéafin de rechercher les covariables pertinentes par une approche bottom-up : la fonctionhépatique, l'hématocrite, le génotype du cytochrome P450 3A5 du donneur, la fraction libre etcertaines comédications ont été retrouvées. / In solid organ or bone marrow transplantation, cyclosporine and tacrolimus have proven theireffectiveness. However, their handling remains difficult because of a narrow therapeuticwindow and high inter- and intra-individual pharmacokinetic variabilities. Therapeutic drugmonitoring and dose adjustments of these drugs are necessary to reduce the risk of rejectionand minimize their toxicity.A PBPK model is built from anatomical, physiological and biochemical data. It can provideinformation on the kinetics in tissues and on the effects of physiological or pathologicalalterations.How to best administer cyclosporine in pediatric bone marrow transplantation, as well astherapeutic ranges to achieve, are discussed. A PBPK-PD model for cyclosporin built fromdata in the rat and then extrapolated and validated in humans was used to estimate exposure tocyclosporine in the target organs of GVHD, to compare schedules of administration byintravenous infusion, and to define target blood concentration based on therapeuticindications.Dose adjustment of tacrolimus in liver transplant patients by the Bayesian method is relativelyinaccurate in the initial period after transplantation because factors of variability areincompletly understood. A PBPK model was constructed and evaluated in order to findrelevant covariates by a bottom-up approach. Liver function, hematocrit, cytochrome P4503A5 genotype of the donor, the unbound fraction and some comedications were found. Newdosing regimen recommendations have been developed from this model.

Non communiqué. / Non communiqué.

Cette thèse étudie deux facteurs majeurs pour le bien-être individuel, la qualité de l'emploi et l'accès aux soins. Dans le premier chapitre, nous étudions l'effet de la perte d’emploi suite à une fermeture d’usine sur un large panel d’indicateurs mesurant la qualité de l'emploi retrouvé. Nous utilisons une stratégie d’appariement exact par tranche qui prend en compte les inobservables fixes dans le temps. Nos résultats principaux montrent une dégradation de la qualité de l’emploi suite au licenciement, dont la durée et l’ampleur dépendent de la dimension considérée. Le second chapitre étudie l'impact d'une assurance maladie publique plus généreuse sur la consommation de soins de santé. Nous utilisons la coexistence de deux systèmes d'assurance maladie en France, tous deux publics et obligatoires : le système national, et le régime local d'Alsace Moselle, donc les taux de remboursement sont plus élevés. Nous évaluons comment les personnes déménageant en Alsace Moselle modifient leur consommation de soins, en utilisant les personnes déménageant entre d’autres régions françaises comme groupe de contrôle. En étudiant plusieurs postes de santé, nous trouvons qu’au total, le régime d’Alsace Moselle n’engendre pas de hausse des dépenses. Le dernier chapitre s'intéresse à l'effet de l'achat groupé sur les prix des médicaments dans les hôpitaux français, en utilisant les créations de groupements entre 2009 et 2014. Nos données contiennent les prix d’achat des médicaments innovants dans les hôpitaux publics. Nos résultats montrent que l'achat groupé baisse les prix des médicaments en oligopole, mais n'a aucun impact sur les prix des médicaments qui n'ont pas de concurrents. / This thesis focuses on two major aspects of individual well-being : job quality and the availability of medical care. We first investigate the long-term effects of job displacement on several dimensions of job quality. We use a coarsened exact matching method that takes into account time-invariant unobservables. Our main findings point to a deterioration of job quality after displacement. The magnitude and duration of the observed negative impact depends on the dimension considered. The second chapter studies the impact of a more generous public health insurance. We use the coexistence of two compulsory public health insurance systems in France, the national system, and the Alsace Moselle local system, which offers higher reimbursement rates. We investigate how moving to Alsace Moselle affects healthcare consumption, taking individuals who move between other French regions as a control group. Overall, we show that the Alsace Moselle local system does not increase healthcare consumption. The third chapter estimates the impact of group purchasing on medicine prices in French hospitals. We take advantage of the creation of regional purchasing groups between 2009 and 2014. We use a unique database that provides information on the average annual prices paid by public hospitals for all innovative medicines. Using a fixed effects model controlling for medicine-specific bargaining abilities of hospitals and medicine-specific price trends, we find that group purchasing reduces prices of medicines in oligopoly markets, but has no impact on prices of medicines for which there exist no competitors.

Au cours de son cycle de vie, le principe actif se retrouve en solution dans différentes situations : dans desformes pharmaceutiques liquides, dans l’organisme et dans les eaux usées. Or, par rapport à l’état solide, lamise en solution du principe actif l’expose davantage à des facteurs susceptibles de conduire à sa dégradation.Les transformations modifient sa structure chimique et donc potentiellement ses activités pharmacologiques ettoxicologiques.L’objectif de ce travail de thèse est de présenter une méthodologie et des études visant à prédire le devenir ensolution de principes actifs et les impacts potentiels consécutifs à leur dégradation.Trois principes actifs ont été sélectionnés pour la réalisation de ce travail. Ils ont en commun de présenter,d’une part, une activité pharmacologique élevée corrélée à une toxicité potentielle de leurs produits dedégradation et, d’autre part, l'absence de données sur leurs comportements en solution. Dans tous les cas,bien que le contexte soit singulier pour chaque molécule, l’approche méthodologique suivie intègre aussi biendes travaux expérimentaux que des études ab initio et in silico.La première étude porte sur le devenir de l’apixaban, principe actif actuellement commercialisé sous formeorale solide, en solution aqueuse. Les données expérimentales ont mis en évidence des groupementschimiques du principe actif pouvant contribuer à son instabilité. L’approche ab initio a permis d’expliquer larégio-spécificité de la réaction d’hydrolyse dépendamment du pH. À partir de la structure des produits dedégradation caractérisés, l’étude de leur potentiel toxique a été réalisée par approche in silico. Ces donnéesconcourent à la démarche d'analyse et évaluation des risques déployée lors de développements de formespharmaceutiques liquides ou des situations particulières impliquant la mise en solution de l'apixaban aumoment de l'administration.De telles approches ont également été employées pour caractériser les mécanismes de photodégradation del’argatroban et évaluer le potentiel toxique des produits de dégradation. Les processus initiant laphotodégradation ont fait l’objet d’études complémentaires reposant sur des calculs d’énergies. Cesconnaissances pourront apporter le rationnel nécessaire au choix de procédés capables de réduire laphotodégradation de l’argatroban et son impact sur les patients. Elles pourront également servir à anticiper lessituations d’écarts pouvant mettre en jeu le rapport bénéfice risque du médicament telles que le mésusage oula modification de la forme pharmaceutique administrée.Enfin, dans un contexte autre que le contexte pharmaceutique, une étude de dégradation du pémétrexed parphotocatalyse via un procédé d'oxydation avancée a été réalisée. Il s'agit d'un procédé particulièrement étudiépour sa capacité à réduire l’empreinte environnementale de composés organiques en accélérant leurdégradation. Le choix de ce principe actif utilisé comme anticancéreux a été justifié par son caractère toxiqueet rémanent dans les eaux de surface, ce qui en fait un produit à haut risque environnemental. Ce travail amontré que des produits de plus faible masse résultant de la transformation photocatalytique du pémétrexedsont malheureusement plus toxiques et encore plus rémanents que la molécule mère elle-même. Ces résultatscontribuent donc à souligner que les procédés d'oxydation avancée, bien qu'efficaces pour l'élimination despolluants médicamenteux, sont à évaluer au regard de l'existence d'un risque accru pour l'environnementavant toute perspective d'utilisation à grande échelle.Les approches et les résultats présentés dans cette thèse pourront être employés pour d’autres études visant àprédire, prévenir et réduire l’impact de la dégradation du principe actif sur le patient et l’environnement. / During its life cycle, an active substance is in solution for various reasons: in a liquid pharmaceutical form, in the body and in wastewater. However, compared to the solid state, the active substance in solution exposes it more to factors likely to cause its degradation. The transformations modify its chemical structure and thus potentially its pharmacological and toxicological activities.The objective of this thesis is to present a methodology and studies aiming to predict the fate in solution of active substances and the potential impacts following their degradation.Three active ingredients have been selected for this work. They have in common, on the one hand, a high pharmacological activity correlated to a potential toxicity of their degradation products and, on the other hand, the fact that there is little information on their behaviour in solution. In all cases, although the context is specific to each molecule, the methodological approach followed integrates both experimental work and ab initio and in silico studies.The first study concerns the fate of apixaban, an active substance currently marketed in solid oral form, in aqueous solutions. The experimental data made it possible to highlight chemical groups of the active ingredient that could contribute to its own instability. The ab initio approach explained the regio-specificity of the hydrolysis reaction as a function of pH. Based on the structure of the characterized degradation products, their toxic potential was studied using an in silico approach. These data contribute to the risk analysis and evaluation process deployed at different stages of development of liquid pharmaceutical forms or in particular situations involving the solution of apixaban at the time of administration.Such approaches have also been used to characterize the photodegradation mechanisms of argatroban and assess the toxic potential of degradation products. The processes that initiate photodegradation were also addressed by calculating the energies potentially involved. This knowledge provides a rational basis for the choice of processes and formulations to limit photodegradation of argatroban and its impact on patients. They also make it possible to anticipate situations where the benefit/risk ratio of the medicinal product may be modified, such as incorrect handling or modification of the pharmaceutical form administered.Finally, in a context other than the pharmaceutical context, a study of degradation of pemetrexed by photocatalysis via an advanced oxidation process was carried out. This process is particularly studied for its ability to reduce the environmental footprint of organic compounds by accelerating their degradation. The choice of this active substance as an anti-cancer agent was justified by its toxic and persistent nature in surface waters, making it a product with a high environmental risk. This work has shown that products of lower mass produced by photocatalytic transformation of pemetrexed are unfortunately more toxic and even more persistent than the parent molecule itself. These results underline the fact that advanced oxidation processes, although effective in removing drug pollutants, must be evaluated because of an increased risk to the environment before any prospect of large-scale use.The approaches and results presented in this thesis can be used for other studies to predict, prevent and reduce the impact of active ingredient degradation on the patient and the environment.

Au cours des dernières décennies, des systèmes de taille nanométrique chargés en principes actifs (nanomédicaments) et des nouvelles stratégies thérapeutiques ont été développés afin de surmonter les limitations liées à la chimiothérapie conventionnelle telles qu’une distribution non spécifique, une mauvaise accumulation dans les tissus cibles ainsi qu’une métabolisation rapide. Cependant, le succès des nouveaux médicaments en clinique reste encore limité et seulement un faible nombre de nanomédicaments est actuellement commercialisé.Une divergence entre les résultats précliniques in vitro et les performances obtenues in vivo est souvent observée dans la première étape du développement d'un médicament. Cet écart pourrait être attribué au manque de modèles pertinents, représentatifs de la pathologie observée chez l’Homme et qui soient de bons prédicteurs de la réponse thérapeutique chez les patients. En effet, les modèles utilisés aujourd’hui (généralement culture cellulaire en deux dimensions, 2D) ne reproduisent pas la structure complexe de la tumeur in vivo. Ainsi, ils ne permettent pas une évaluation fiable du potentiel thérapeutique réel des médicaments. Dans cette optique, les méthodologies de culture de cellules en trois dimensions (3D) sont extrêmement avantageuses. Ces méthodologies permettent, en effet, la construction de systèmes cellulaires pertinents qui reproduisent in vitro la relation entre les cellules cancéreuses et leur microenvironnement. Parmi ces modèles, l'assemblage de cellules sous forme de sphéroïdes multicellulaires a été largement exploré. Néanmoins, les sphéroïdes décrits jusqu'à présent correspondent à des nodules formés exclusivement de cellules cancéreuses, ce qui constitue une vraie limitation. En effet, ces sphéroïdes ne reproduisent pas l’organisation de la tumeur et l'hétérogénéité du microenvironnement, et par conséquent ils ne parviennent pas à mimer les multiples barrières biologiques que les médicaments doivent traverser pour atteindre les cellules cibles.Dans cet esprit, l'objectif de cette thèse de doctorat était de surmonter ces limitations et de construire des modèles pertinents qui reproduisent in vitro la relation entre les cellules cancéreuses et leur microenvironnement afin de i) mieux comprendre les mécanismes de passage des nanomédicaments et ii) mieux prédire l’efficacité des nouveaux traitements.Au cours de cette thèse nous nous sommes intéressés au cancer du pancréas qui est caractérisé par la présence d'un abondant stroma formant un bloc fibreux (réaction desmoplastique) qui limite la pénétration des médicaments et réduit ainsi leur efficacité. Cette tumeur représente donc un bon exemple de barrière biologique tumorale.La partie principale de ce travail de recherche repose sur la construction et la caractérisation complète d’un nouveau type de sphéroïde multicellulaire, capable de reproduire in vitro la relation entre les cellules cancéreuses et leur microenvironnement, grâce à la co-culture de cellules cancéreuses pancréatiques, de fibroblastes et de cellules endothéliales. Les études de cytotoxicité in vitro nous ont permis d’investiguer la capacité de ce modèle à reproduire la résistance des cellules cancéreuses aux traitements observés in vivo. Grâce à la Microscopie de Fluorescence à Feuillet de Lumière nous avons pu étudier la pénétration de la doxorubicine, soit en forme libre, soit encapsulée dans des nanoparticules, au sein des sphéroïdes. Ensuite, afin de mieux comprendre comment les médicaments et nanomédicaments interagissent avec la tumeur, nous avons cherché à combiner la culture 3D avec des conditions dynamiques contrôlées dans un dispositif microfluidique. Pour atteindre cet objectif, nous avons conçu et fabriqué une puce sur mesure, adaptée pour loger à la fois le sphéroïde et des canaux dans lesquels les cellules endothéliales pourront s’organiser sous forme de vaisseaux. / In the last decades, various engineered systems for drug delivery (i.e., nanomedicines) have been developed with the aim to overcome the limits associated to conventional chemotherapy, such as non-specific drug distribution, poor delivery to the target tissue and rapid metabolism. However, the success of new therapeutic strategies in the clinic is still suboptimal and only a limited number is currently marketed.A discrepancy between promising preclinical in vitro results and the in vivo performances is often observed in the early stage of drug development and might be ascribed to the lack of capacity of the models commonly used for in vitro studies to faithfully reproduce the pathophysiology of solid tumors. These models mainly consist of cancer cells cultured as flat (two dimensional, 2D) monolayers or assembled to form three dimensional (3D) multicellular tumor spheroids (MCTS).However, being composed exclusively of one cell type, these models are too simplistic. They do not allow to reproduce the heterogeneous cellular composition, as well as, the complex architecture of the tumor and its surrounding microenvironment. Thus, they fail to replicate the multiple biological barriers that drugs and nanomecidines have to cross in order to reach the target cells.The aim of this PhD thesis was to overcome these limitations and construct a reliable tool for an appropriate in vitro evaluation of the therapeutic potential of nanomedicines and other chemotherapies. Attention has been focused on the pancreatic ductal adenocarcinoma (PDAC) whose strong fibrotic reaction represents a well-known example of a tumor biological barrier responsible of the limited efficacy of the treatments. The main part of this research work relies on the construction and complete characterization of novel hetero-type MCTS based on a triple co-culture of pancreatic cancer cells, fibroblasts and endothelial cells, and thus capable to integrate the cancerous component and the microenvironment of the tumor. The constructed 3D model has demonstrated the capacity to reproduce in vitro the influence of the microenvironment on the sensitivity of cancer cells to chemotherapy. In addition, by combining the 3D model and the innovative Light Sheet Fluorescence Microscopy (LSFM), we have been able to investigate the penetration of the anticancer drug doxorubicin (in a free form and loaded into nanoparticles (NPs)) in a high informative manner. Then, in order to acquire a better understanding on how nanomedicines and other anticancer chemotherapies interact with the tumor, we sought to combine the hetero-type 3D culture with controlled flow conditions in a microfluidic device. To reach this goal we have designed and fabricated a tailor-made chip suitable to host both a MCTS and a perfusable microvascular network (i.e., MCTS-on-a-chip).

La pollution médicamenteuse est effective dans les compartiments hydriques de l'environnement. Les stations d'épuration et de potabilisation ne réussissent pas à éliminer la totalité des molécules présentes dans les eaux usées, et leur rendement d'épuration est variable en fonction des familles thérapeutiques. De ce fait, des résidus médicamenteux sont retrouvés dans les eaux destinées à la consommation humaine. C'est pourquoi l'objectif de notre travail était d'évaluer les risques pour la santé des populations qui consomment une eau potentiellement chargée en résidus médicamenteux. Dans un premier temps, nous avons donc identifié la nature de la contamination pharmaceutique des eaux usées et des eaux destinées à la consommation humaine. Le nombre important de spécialités pharmaceutiques présentes rend impossible une analyse successive du risque pour chaque molécule, nous avons construit une méthode de hiérarchisation destinée à identifier rapidement les principes actifs présentant un risque plus important, afin de dérouler prioritairement la méthode complète d'EQRS pour ces produits pharmaceutiques. Cette partie de notre travail a permis d'une part d'identifier les critères à prendre en compte pour une optimisation de la hiérarchisation. Puis, nous avons pu sélectionner 12 molécules pour lesquelles une EQRS pourrait être mise en place. Nous avons décidé de nous focaliser sur l'évaluation quantitative du risque lié à la consommation d'eau polluée par des traces de trois molécules cytostatiques identifiées comme prioritaires lors du déroulé de notre méthodologie de hiérarchisation : l'ifosfamide, le cyclophosphamide et le 5FU ainsi que pour un mélange équi-concentration de ces trois médicaments. Des tests de toxicité (bleu Trypan, comètes, micronoyaux) nous ont aidés à analyser la relation dose-réponse pour ces molécules. Ainsi, nous avons pu identifier le potentiel dangereux de ces substances, évaluer leur relation dose-réponse, puis analyser l'exposition professionnelle et environnementale des populations, pour enfin calculer le risque. Les conclusions de notre EQRS sont à relativiser en raison du caractère préliminaire de nos données / The drug pollution is effective on environmental water compartments. Sewage treatment plants and water purification fail to remove all the molecules present in wastewater and their removal rate varies according to therapeutic classes. Therefore, pharmaceuticals residues are found in human consumption water. The aim of our study is to build a risk assessment to the health of the population who consume water which contain pharmaceuticals residues. As a first time, we identified the nature of the pharmaceutical wastewater contamination and human consumption water. The large number of medicinal products makes it impossible risk assessment for each molecule, we built a hierarchical method for quickly identification of active substance having a higher risk to make a complete sanitary risk assessment for these pharmaceuticals. This part of our work, allowed us to, in first step, identify the criteria to be taken into account for optimizing hierarchy. Then, we could select 12 molecules for which sanitary risk assessment could be implemented. We decided to focus on the quantitative risk assessment of the consumption of polluted water with traces of three cytostatic molecules identified as priorities with our ranking methodology: ifosfamide, cyclophosphamide and 5- FU and a mixture of these three drugs with same concentrations. Toxicity test (Trypan blue, comets assay, micronuclei test) helped us to analyze the dose-response relationship for these molecules. Thus, we could identify the hazardous potential of these substances, assess the dose-response relationship, and analyze occupational and environmental exposure of population to finally calculate the risk. Our sanitary quantitative risk assessment conclusions must be considered with caution given the nature of preliminary data