Efficacy of HI-6 dimethanesulfonate in Russian-VX (VR)-intoxicated cynomolgus monkeys

In the French armed forces, the emergency treatment against nerve agent poisoning is the oxime pralidoxime methylsulfate (Contrathion®), included in a bicompartment autoinjector (AIBC, Ineurope ®), combined with atropine sulphate and avizafone chlorhydrate. However, the reactivating potency of pralidoxime methylsulfate is weak against specific nerve agents such as Russian VX (VR). To assess whether the oxime HI-6 dimethylsulfonate (HI-6-DMS) could replace pralidoxime methylsulfate, we tested the efficacy of the combined treatment including HI-6-DMS against increasing doses of VR. Given the strong inter-species variability in the efficacy of oximes, the French regulatory agency (Agence nationale de sécurité du medicament) requested data obtained in non-human primates. The cynomolgus monkey strain was selected since background data from previous studies were available. A better efficacy of HI-6-DMS AIBC was clearly evidenced: up to 5 LD50 of VR, HI-6-DMS administered shortly after the onset of clinical signs allowed the survival of intoxicated animals who recovered faster than those treated with pralidoxime methylsulfate.Dans les armées françaises, le traitement d’urgence des intoxications par les neurotoxiques organophosphorés est l’oxime méthylsulfate de pralidoxime (Contrathion®) associée, dans un autoinjecteur bicompartimenté (AIBC, Ineurope ®), au sulfate d’atropine et au chlorhydrate d’avizafone. Le méthylsulfatede pralidoxime ne permet pas la réactivation des cholinestérases inhibées par certains agents neurotoxiques tel que le VX Russe (VR). Nous avons donc évalué l’efficacité d’une autre oxime, le diméthane sulfonate d’HI-6 (HI-6-DMS), face à des doses croissantes de VR. L’utilisation de primates non humains ayant été demandée par l’Agence nationale de sécurité du médicament en raison de la forte variabilité inter-espèces de l'efficacité des oximes, nous avons choisi le cynomolgus pour lequel des données expérimentales étaient déjà disponibles. Une meilleure efficacité de l’AIBC contenant l’HI-6-DMS a été clairement mise en évidence : jusqu'à au moins 5 DL50 de VR, l’HI-6-DMS administré rapidement après l'apparition des signes cliniques a permis d'éviter le décès et d’améliorer la récupération des animaux intoxiqués

Phénomènes neuro-inflammatoires au cours de l'état de mal épileptique induit par le soman. Correction par des combinaisons atropine-kétamine.

Epileptic seizures, status epilepticus (SE) and seizure-related brain damage (SRBD) due to organophosphorus nerve agent (OP) poisoning are accompanied by neuro-inflammatory events whose role in SRBD is not clear. Antagonists of the glutamatergic receptor NMDA, such as ketamine (KET), proved to be antiepileptic and neuroprotective even when SE is refractory to benzodiazepines 10 to 20 min after the initiation of seizures. Moreover, peripheral anti-inflammatory properties of KET have been described. To complement existing data, we studied the impact of soman poisoning on neuro-inflammatory response in murine cortex and hippocampus using different approaches (RT-qPCR, multiplex protein assays, histology). To assess the efficacy of KET on soman-induced neuro-inflammation 48 h after challenge, we determined the effects of two combinations of KET with atropine sulphate (KET/AS), administered either starting at 30 or 60 min post-challenge, on body weight loss, brain damage, and glial activation in the same brain areas. We also assessed their effects on inflammatory cytokines, chemokines and adhesion molecules (mRNA levels and protein content). After soman poisoning, we confirmed a massive microglial and astroglial activation and showed an increase of the mRNA and related protein levels for most of the inflammatory mediators studied. Both KET/AS treatment regimens proved highly neuroprotective but only partially suppressed glial activation. KET/AS also efficiently reduced the increase in mRNA and related pro-inflammatory markers provoked by the poisoning. As a conclusion, our results indicate that multiple inflammatory pathways are activated after soman poisoning. The present study also confirms that KET/AS treatment, even delayed up to one hour, is neuroprotective and limits the neuro-inflammatory response after soman intoxication.Les dommages cellulaires consécutifs à l'EME induits par une intoxication par le soman sont accompagnés par une réaction neuro-inflammatoire dont les conséquences sur le les lésions cérébrales restent mal connues. Les antagonistes du récepteur glutamatergique NMDA, comme la kétamine (KET), ont prouvé leur efficacité antiépileptique et neuroprotectrice même pendant la période réfractaire au traitement par benzodiazépines, au-delà de 10 à 20 min après le début des crises. La KET semble posséder également une action anti-inflammatoire périphérique. Pour compléter les données existantes, nous avons évalué l'impact de l'intoxication sur la réponse inflammatoire au moyen de différentes approches (RT-qPCR, dosages protéiques multiplex, histologie) dans le cortex et l'hippocampe de souris intoxiquées par le soman. Afin d'étudier l'efficacité de la KET sur la neuro-inflammation induite, nous avons mesuré, 48 h après l'intoxication, les effets de deux combinaisons de KET associée au sulfate d'atropine (SA) administrées à partir de 30 min ou 60 min après l'intoxication sur l'évolution de la masse corporelle, les dommages cérébraux, l'activation gliale et les taux des ARNm et des protéines de cytokines pro-inflammatoires, de chimiokines et de molécules d'adhésion. Après intoxication par le soman, nous avons mis en évidence une importante activation gliale et une augmentation des ARNm et des protéines de la plupart des médiateurs de l'inflammation étudiés. Les deux protocoles KET/SA ont montré une importante efficacité neuroprotectrice sans totalement supprimer la gliose mais en limitant la production des paramètres inflammatoires étudiés. En conclusion, nos résultats indiquent que de multiples voies inflammatoires sont activées après l'intoxication par le soman. L'utilisation d'une combinaison KET/SA est neuroprotectrice et limite la réponse inflammatoire même lorsque le début du traitement est retardé une heure après l'intoxication

Prolonged inflammatory gene response following soman-induced seizures in mice.

International audienceFollowing exposure to the organophosphorus nerve agent soman, the development of long-lasting seizures and build-up of irreversible seizure-related brain damage (SRBD) still represent a therapeutic challenge. A neuro-inflammatory reaction takes place in the brain after poisoning but its characteristics and potential role in SRBD and post-status epilepticus epileptogenesis is not well understood. In the present study we have analyzed by quantitative RT-PCR the time course of changes in mRNA levels of IL-1beta, TNFalpha, IL-6, ICAM-1 and SOCS3 in hippocampus, whole cortex and cerebellum in a mouse model of severe seizures and neuropathy up to 7 days after poisoning. Mice received an injection of the oxime HI-6 (50mg/kg) 5 min prior to the administration of a convulsive dose of soman (172 microg/kg). An important and highly significant increase of the five mRNA levels was recorded in cortex and hippocampus. In the cortex, the activation was generally detected as early as 1h post-intoxication with a peak response recorded between 6 and 24h. In the hippocampus, the gene up-regulation was delayed to 6h post-soman and the peak response observed between 24 and 48 h. After peaking, the response declined (except for ICAM in the hippocampus) but remained elevated, some of them significantly, at day 7. Interestingly, in the cerebellum, some changes were also observed but were several fold smaller. In conclusion, the present study indicates a quick neuro-inflammatory gene response that does not subside over 7 days suggesting a potential role in the neurological consequences of soman-induced status epilepticus

Les forêts : puits de carbone

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