Why are offspring born larger when it is colder? Phenotypic plasticity for offspring size in the cladoceran Simocephalus vetulus (Müller)

It has been predicted on theorerical grounds (Sibly & Calow, 1983; Taylor & Williams, 1984) that optimal offspring size should be highly sensitive to juvenile growth and survival rates. To test such models, genetically-identical individuals of Simicephalus vetulus were reared at different temperatures and monitored for offspring size and juvenile growth rate. As adult size correlates negatively with temperature, an analysis of covariance was performed to separate the effects of temperature and maternal size. The result is that offspring size indeed correlates negatively with juvenile growth rate. Comparisons are made with field observation of several authors on seasonal variation of offspring size and alternative explanations are discussed. It is concluded that present experiments support the prediction of the theoretical models.

Predicting trabecular bone microdamage initiation and accumulation using a non-linear perfect damage model

Studies evaluating the mechanical behavior of the trabecular microstructure play an important role in our understanding of pathologies such as osteoporosis, and in increasing our understanding of bone fracture and bone adaptation. Understanding of such behavior in bone is important for predicting and providing early treatment of fractures. The objective of this study is to present a numerical model for studying the initiation and accumulation of trabecular bone microdamage in both the pre- and post-yield regions. A sub-region of human vertebral trabecular bone was analyzed using a uniformly loaded anatomically accurate microstructural three-dimensional finite element model. The evolution of trabecular bone microdamage was governed using a non-linear, modulus reduction, perfect damage approach derived from a generalized plasticity stress-strain law. The model introduced in this paper establishes a history of microdamage evolution in both the pre- and post-yield regions

Pathologic ventricular hypertrophy in the offspring of diabetic mothers : a retrospective study

L'hypertrophie ventriculaire pathologique chez les nouveau-nés des mères diabétiques une étude rétrospective RESUME Objectif L'incidence du diabète chez les femmes enceintes ne cesse de croître, de même que les complications chez leurs nouveau-nés. C'est pourquoi, nous avons étudié la population de mères diabétiques suivies dans notre établissement entre les années 2003-2005 dans le but d'analyser spécifiquement le problème d'hypertrophie ventriculaire pathologique (HVP) chez les nouveau-nés de cette population. Méthode et résultats Dans notre étude rétrospective comprenant 87 grossesses de femmes diabétiques (92 nouveau-nés), 16 présentaient un diabète de type 1, 17 de type 2 et 54 ont développé un diabète gestationnel (DG). Le médian des hémoglobines glycquées (HbAlc) pour cette population est de 5.8% (5.3-6.5) : 17 avaient une HbAlc au-dessus de la norme, dont 2 souffrant d'une cardiomyopathie congénitale (CMC) et six d'une HVP. Un total de 75 nouveaux-nés étaient normaux, cinq avaient une CMC et 12 une HVP (1/12 décédé post-natalement, 1/12 mort-né, 2/12 nécessitant un accouchement prématuré, 8/12 normaux). Les 16 mères avec un diabète de type 1 accouchèrent de trois nouveau-nés avec une CMC et de 50% avec une HVP, comprenant un enfant décédé et un prématuré né par césarienne à cause d'une HVP. Dans le groupe des 17 nouveau-nés issus d'une mère connue pour un diabète de type 2, un cas présentait une CMC et 25% des cas une HVP. Parmi les 54 grossesses avec un DG, on dénombre un cas de CMC et un cas de HVP. Conclusion Les grossesses de mères souffrant d'un diabète de type 1 et de type 2 comportent toutes deux un risque augmenté de développement d'une HVP comparées à celles de mères ayant développé un diabète gestationnel. Les contrôles glycémiques sont insuffisants pour éviter la survenue d'une HVP. Comme aucun autre paramètre prédictif n'a pu été défini jusqu'alors, nous concluons qu'un suivi échographique rapproché de ces grossesses peut prévenir des complications périnatales sévères.

Gene expression mapping in neuropathic pain : molecular plasticity in nociceptors and superficial dorsal horn

RESUME : La douleur neuropathique est le résultat d'une lésion ou d'un dysfonctionnement du système nerveux. Les symptômes qui suivent la douleur neuropathique sont sévères et leur traitement inefficace. Une meilleure approche thérapeutique peut être proposée en se basant sur les mécanismes pathologiques de la douleur neuropathique. Lors d'une lésion périphérique une douleur neuropathique peut se développer et affecter le territoire des nerfs lésés mais aussi les territoires adjacents des nerfs non-lésés. Une hyperexcitabilité des neurones apparaît au niveau des ganglions spinaux (DRG) et de la corne dorsale (DH) de la moelle épinière. Le but de ce travail consiste à mettre en évidence les modifications moléculaires associées aux nocicepteurs lésés et non-lésés au niveau des DRG et des laminae I et II de la corne dorsale, là où l'information nociceptive est intégrée. Pour étudier les changements moléculaires liés à la douleur neuropathique nous utilisons le modèle animal d'épargne du nerf sural (spared nerve injury model, SNI) une semaine après la lésion. Pour la sélection du tissu d'intérêt nous avons employé la technique de la microdissection au laser, afin de sélectionner une sous-population spécifique de cellules (notamment les nocicepteurs lésés ou non-lésés) mais également de prélever le tissu correspondant dans les laminae superficielles. Ce travail est couplé à l'analyse à large spectre du transcriptome par puce ADN (microarray). Par ailleurs, nous avons étudié les courants électriques et les propriétés biophysiques des canaux sodiques (Na,,ls) dans les neurones lésés et non-lésés des DRG. Aussi bien dans le système nerveux périphérique, entre les neurones lésés et non-lésés, qu'au niveau central avec les aires recevant les projections des nocicepteurs lésés ou non-lésés, l'analyse du transcriptome montre des différences de profil d'expression. En effet, nous avons constaté des changements transcriptionnels importants dans les nocicepteurs lésés (1561 gènes, > 1.5x et pairwise comparaison > 77%) ainsi que dans les laminae correspondantes (618 gènes), alors que ces modifications transcriptionelles sont mineures au niveau des nocicepteurs non-lésés (60 gènes), mais important dans leurs laminae de projection (459 gènes). Au niveau des nocicepteurs, en utilisant la classification par groupes fonctionnels (Gene Ontology), nous avons observé que plusieurs processus biologiques sont modifiés. Ainsi des fonctions telles que la traduction des signaux cellulaires, l'organisation du cytosquelette ainsi que les mécanismes de réponse au stress sont affectés. Par contre dans les neurones non-lésés seuls les processus biologiques liés au métabolisme et au développement sont modifiés. Au niveau de la corne dorsale de la moelle, nous avons observé des modifications importantes des processus immuno-inflammatoires dans l'aire affectée par les nerfs lésés et des changements associés à l'organisation et la transmission synaptique au niveau de l'aire des nerfs non-lésés. L'analyse approfondie des canaux sodiques a démontré plusieurs changements d'expression, principalement dans les neurones lésés. Les analyses fonctionnelles n'indiquent aucune différence entre les densités de courant tétrodotoxine-sensible (TTX-S) dans les neurones lésés et non-lésés même si les niveaux d'expression des ARNm des sous-unités TTX-S sont modifiés dans les neurones lésés. L'inactivation basale dépendante du voltage des canaux tétrodotoxine-insensible (TTX-R) est déplacée vers des potentiels positifs dans les cellules lésées et non-lésées. En revanche la vitesse de récupération des courants TTX-S et TTX-R après inactivation est accélérée dans les neurones lésés. Ces changements pourraient être à l'origine de l'altération de l'activité électrique des neurones sensoriels dans le contexte des douleurs neuropathiques. En résumé, ces résultats suggèrent l'existence de mécanismes différenciés affectant les neurones lésés et les neurones adjacents non-lésés lors de la mise en place la douleur neuropathique. De plus, les changements centraux au niveau de la moelle épinière qui surviennent après lésion sont probablement intégrés différemment selon la perception de signaux des neurones périphériques lésés ou non-lésés. En conclusion, ces modulations complexes et distinctes sont probablement des acteurs essentiels impliqués dans la genèse et la persistance des douleurs neuropathiques. ABSTRACT : Neuropathic pain (NP) results from damage or dysfunction of the peripheral or central nervous system. Symptoms associated with NP are severe and difficult to treat. Targeting NP mechanisms and their translation into symptoms may offer a better therapeutic approach.Hyperexcitability of the peripheral and central nervous system occurs in the dorsal root ganglia (DRG) and the dorsal horn (DH) of the spinal cord. We aimed to identify transcriptional variations in injured and in adjacent non-injured nociceptors as well as in corresponding laminae I and II of DH receiving their inputs.We investigated changes one week after the injury induced by the spared nerve injury model of NP. We employed the laser capture microdissection (LCM) for the procurement of specific cell-types (enrichment in nociceptors of injured/non-injured neurons) and laminae in combination with transcriptional analysis by microarray. In addition, we studied functionál properties and currents of sodium channels (Nav1s) in injured and neighboring non-injured DRG neurons.Microarray analysis at the periphery between injured and non-injured DRG neurons and centrally between the area of central projections from injured and non-injured neurons show significant and differential expression patterns. We reported changes in injured nociceptors (1561 genes, > 1.5 fold, >77% pairwise comparison) and in corresponding DH laminae (618 genes), while less modifications occurred in non-injured nociceptors (60 genes) and in corresponding DH laminae (459 genes). At the periphery, we observed by Gene Ontology the involvement of multiple biological processes in injured neurons such as signal transduction, cytoskeleton organization or stress responses. On contrast, functional overrepresentations in non-injured neurons were noted only in metabolic or developmentally related mechanisms. At the level of superficial laminae of the dorsal horn, we reported changes of immune and inflammatory processes in injured-related DH and changes associated with synaptic organization and transmission in DH corresponding to non-injured neurons. Further transcriptional analysis of Nav1s indicated several changes in injured neurons. Functional analyses of Nav1s have established no difference in tetrodotoxin-sensitive (TTX-S) current densities in both injured and non-injured neurons, despite changes in TTX-S Nav1s subunit mRNA levels. The tetrodotoxin-resistant (TTX-R) voltage dependence of steady state inactivation was shifted to more positive potentials in both injured and non-injured neurons, and the rate of recovery from inactivation of TTX-S and TTX-R currents was accelerated in injured neurons. These changes may lead to alterations in neuronal electrogenesis. Taken together, these findings suggest different mechanisms occurring in the injured neurons and the adjacent non-injured ones. Moreover, central changes after injury are probably driven in a different manner if they receive inputs from injured or non-injured neurons. Together, these distinct and complex modulations may contribute to NP.

Programmes informatiques permettant l'adaptation des DRG aux statistiques médicales VESKA

Le présent cahier documente les différents programmes informatiques nécessaires à l'adaptation suisse des DRG.

Genetic and phenotypic population divergence on a microgeographic scale in brown trout.

Salmonid populations of many rivers are rapidly declining. One possible explanation is that habitat fragmentation increases genetic drift and reduces the populations' potential to adapt to changing environmental conditions. We measured the genetic and eco-morphological diversity of brown trout (Salmo trutta) in a Swiss stream system, using multivariate statistics and Bayesian clustering. We found large genetic and phenotypic variation within only 40 km of stream length. Eighty-eight percent of all pairwise F(ST) comparisons and 50% of the population comparisons in body shape were significant. High success rates of population assignment tests confirmed the distinctiveness of populations in both genotype and phenotype. Spatial analysis revealed that divergence increased with waterway distance, the number of weirs, and stretches of poor habitat between sampling locations, but effects of isolation-by-distance and habitat fragmentation could not be fully disentangled. Stocking intensity varied between streams but did not appear to erode genetic diversity within populations. A lack of association between phenotypic and genetic divergence points to a role of local adaptation or phenotypically plastic responses to habitat heterogeneity. Indeed, body shape could be largely explained by topographic stream slope, and variation in overall phenotype matched the flow regimes of the respective habitats.

PROX1 Promotes Metabolic Adaptation and Fuels Outgrowth of Wnt(high) Metastatic Colon Cancer Cells.

The Wnt pathway is abnormally activated in the majority of colorectal cancers, and significant knowledge has been gained in understanding its role in tumor initiation. However, the mechanisms of metastatic outgrowth in colorectal cancer remain a major challenge. We report that autophagy-dependent metabolic adaptation and survival of metastatic colorectal cancer cells is regulated by the target of oncogenic Wnt signaling, homeobox transcription factor PROX1, expressed by a subpopulation of colon cancer progenitor/stem cells. We identify direct PROX1 target genes and show that repression of a pro-apoptotic member of the BCL2 family, BCL2L15, is important for survival of PROX1(+) cells under metabolic stress. PROX1 inactivation after the establishment of metastases prevented further growth of lesions. Furthermore, autophagy inhibition efficiently targeted metastatic PROX1(+) cells, suggesting a potential therapeutic approach. These data identify PROX1 as a key regulator of the transcriptional network contributing to metastases outgrowth in colorectal cancer.

The geometric structure of the brain fiber pathways.

The structure of the brain as a product of morphogenesis is difficult to reconcile with the observed complexity of cerebral connectivity. We therefore analyzed relationships of adjacency and crossing between cerebral fiber pathways in four nonhuman primate species and in humans by using diffusion magnetic resonance imaging. The cerebral fiber pathways formed a rectilinear three-dimensional grid continuous with the three principal axes of development. Cortico-cortical pathways formed parallel sheets of interwoven paths in the longitudinal and medio-lateral axes, in which major pathways were local condensations. Cross-species homology was strong and showed emergence of complex gyral connectivity by continuous elaboration of this grid structure. This architecture naturally supports functional spatio-temporal coherence, developmental path-finding, and incremental rewiring with correlated adaptation of structure and function in cerebral plasticity and evolution.