Objective results at 1 year of a new ultracongruent postero-stabilized total knee arthroplasty

Introduction: A new ultra congruent, postero-stabilized total knee arthroplasty (TKA) with a mobile bearing, the FIRST knee prosthesis (Free Insert in Rotation Stabilized in Translation, Symbios SA), was designed and expected to significantly reduce polyethylene wear, to improve the range of motion and the overall stability of the knee while ensuring a physiological ligament balance. Gait analysis has proven to give really objective outcome parameters after lower limb surgery. The goal of our study was to compare the subjective and really objective results of this new TKA with two other widespread models of TKA. Methods: A clinical prospective monocentric cohort study of 100 consecutive patients (47-88 yrs) undergoing a FIRST TKA for primary osteoarthritis is currently being done. Pre- and post-operative follow-ups (6 weeks, 4 months and 1 year) were done with well-recognized subjective evaluations (EQ-5D and WOMAC scores) and semi-objective questionnaires (KSS score and radiography evaluation) as well as with a really objective evaluation using gait parameters from 6 walking trials, performed at different speeds (slow, normal and fast) with an ambulatory gait analysis system (Physilog®, BioAGM CH). The outcomes of the first 32 new TKA after one year of follow-up were compared to the results after 1 year of a randomized controlled clinical trial comparing 29 NexGen® postero-stabilized TKA (Zimmer Inc) with a fixed bearing and 26 NexGen® TKA with a mobile bearing using the same methods. Results: Subjective and semi-objective results were similar for the three types of TKA. As for the really objective parameters, the gait cycle time of the FIRST TKA was statistically significantly shorter at normal speed of walk, as well as double-support periods, as compared to both standard models. The extension (in terms of range of motion when walking) of the operated knee was significantly improved for all three types of walk in favour of the FIRST TKAs compared to both NexGen TKAs. The normal walking speed was significantly higher with faster swing speed and stride lengths for the new TKA. Significantly better coordination scores were observed at normal walking speed for the FIRST TKA as compared to the fixed-bearing TKAs. Conclusion: The FIRST TKAs showed statistically significantly better objective outcomes in terms of gait after one year of follow-up with similar subjective and semi-objective results in comparison with widespread TKA designs. These encouraging short-terms results will have to be confirmed at a 5 years follow-up of the FIRST TKAs.

Redistribution of gastric blood flow by embolization of gastric arteries before esophagectomy.

Background. Anastomotic leak remains a common and potentially deleterious complication after esophagectomy. Preoperative embolization of the left gastric artery and splenic artery (PAE) has been suggested to lower anastomotic leak rates. We present the results of our 5-year experience with this technique.Methods. All patients undergoing PAE before esophagectomy since introduction of this technique in 2004 were compared in a 1: 2 matched-pair analysis with patients without PAE. Matching criteria were type of anastomosis, neoadjuvant treatment, comorbidity, and age. Data were derived from a retrospective chart review from 2000 to 2006 that was perpetuated as a prospective database up to date. Outcome measures were anastomotic leak, overall complications, and hospital stay.Results. Between 2000 and 2009, 102 patients underwent esophagectomy for cancer in our institution with an overall leak rate of 19% and a mortality of 8%. All 19 patients having PAE since 2004 were successfully matched 1: 2 to 38 control patients without PAE; both groups were similar regarding demographics and operation characteristics. Two PAE (11%) and 8 control patients (21%) had an anastomotic leak, but the difference was statistically not significant (p = 0.469). Overall and major complication rates for PAE and control group were 89% versus 79% (p = 0.469) and 37% versus 34% (p = 1.000), respectively. Median intensive care unit and hospital stay were 3 versus 3 days (p = 1.000) and 22 versus 17 days (p = 0.321), respectively.Conclusions. In our experience, PAE has no significant impact on complications and anastomotic leak in particular after esophagectomy. (Ann Thorac Surg 2011;91:1556-61) (C) 2011 by The Society of Thoracic Surgeons

Shielding requirements in helical tomotherapy.

Helical tomotherapy is a relatively new intensity-modulated radiation therapy (IMRT) treatment for which room shielding has to be reassessed for the following reasons. The beam-on-time needed to deliver a given target dose is increased and leads to a weekly workload of typically one order of magnitude higher than that for conventional radiation therapy. The special configuration of tomotherapy units does not allow the use of standard shielding calculation methods. A conventional linear accelerator must be shielded for primary, leakage and scatter photon radiations. For tomotherapy, primary radiation is no longer the main shielding issue since a beam stop is mounted on the gantry directly opposite the source. On the other hand, due to the longer irradiation time, the accelerator head leakage becomes a major concern. An analytical model based on geometric considerations has been developed to determine leakage radiation levels throughout the room for continuous gantry rotation. Compared to leakage radiation, scatter radiation is a minor contribution. Since tomotherapy units operate at a nominal energy of 6 MV, neutron production is negligible. This work proposes a synthetic and conservative model for calculating shielding requirements for the Hi-Art II TomoTherapy unit. Finally, the required concrete shielding thickness is given for different positions of interest.

Critical role for the chemokine receptor CXCR6 in NK cell-mediated antigen-specific memory of haptens and viruses.

Hepatic natural killer (NK) cells mediate antigen-specific contact hypersensitivity (CHS) in mice deficient in T cells and B cells. We report here that hepatic NK cells, but not splenic or naive NK cells, also developed specific memory of vaccines containing antigens from influenza, vesicular stomatitis virus (VSV) or human immunodeficiency virus type 1 (HIV-1). Adoptive transfer of virus-sensitized NK cells into naive recipient mice enhanced the survival of the mice after lethal challenge with the sensitizing virus but not after lethal challenge with a different virus. NK cell memory of haptens and viruses depended on CXCR6, a chemokine receptor on hepatic NK cells that was required for the persistence of memory NK cells but not for antigen recognition. Thus, hepatic NK cells can develop adaptive immunity to structurally diverse antigens, an activity that requires NK cell-expressed CXCR6.

The VAD connection : connecting ventricular assist devices to the aorta in silico

Les systèmes d'assistance ventriculaire sont apparus durant la dernière décade comme une approche thérapeutique efficace du traitement de l'insuffisance cardiaque terminale, en particulier dans le contexte de manque de donneurs d'organes. Néanmoins, et ceci malgré les progrès techniques majeurs, les taux de complications restent élevés et sont en partie liés à la configuration géométrique, en particulier le site d'implantation de la cannule de sortie à l'aorte thoracique. Bien que l'anastomose à l'aorte descendante permette une chirurgie moins invasive, les bénéfices de cette technique sont toujours controversés, comparée à la méthode standard de l'aorte ascendante, en raison du risque thrombo-embolique possiblement augmenté et des modifications hémodynamiques induites au niveau de l'arc aortique. Dans ce travail, nous comparons in silico en terme de débit et pression les deux possibilités anastomotiques. Nous développons un réseau de modèles mathématiques unidimensionnels, et l'appliquons à diverses situations cliniques, pour différents stades d'insuffisance cardiaque et de vitesses de rotation de la machine. Les données initiales sont obtenues grâce à un modèle OD (c'est-à-dire qui dépend uniquement du temps mais pas de l'espace) du système cardiovasculaire comprenant une assistance circulatoire, validé avec des données cliniques. Les simulations réalisées montrent que les deux méthodes sont similaires, en terme de débit et courbes de pression, ceci pour tous les cas cliniques étudiés. Ces résultats numériques soutiennent la possibilité d'utiliser la technique d'anastomose à l'aorte thoracique descendante, permettant une chirurgie moins invasive. Sur un plan plus fondamental, le système cardiovasculaire peut être simulé par le biais de multiples modèles de niveau de complexité différents, au prix d'un coût computationnel toujours plus élevé. Nous évaluons les avantages de modèles géométriques à plusieurs échelles (uni- et tridimensionnelle) avec données provenant de patients, comparés à des modèles simplifiés. Les résultats montrent que ces modèles de dimensions hétérogènes apportent un bénéfice important en terme de ressources de calcul, tout en conservant une précision acceptable. En conclusion, ces résultats encourageant montrent la relevance des études numériques dans le domaine médical, tant sur le plan fondamental et la compréhension des mécanismes physiopathologiques, que sur le plan applicatif et le développement de nouvelles thérapeutiques.

CT radiation dose in children: a survey to establish age-based diagnostic reference levels in Switzerland

This work aimed at assessing the doses delivered in Switzerland to paediatric patients during computed tomography (CT) examinations of the brain, chest and abdomen, and at establishing diagnostic reference levels (DRLs) for various age groups. Forms were sent to the ten centres performing CT on children, addressing the demographics, the indication and the scanning parameters: number of series, kilovoltage, tube current, rotation time, reconstruction slice thickness and pitch, volume CT dose index (CTDI(vol)) and dose length product (DLP). Per age group, the proposed DRLs for brain, chest and abdomen are, respectively, in terms of CTDI(vol): 20, 30, 40, 60 mGy; 5, 8, 10, 12 mGy; 7, 9, 13, 16 mGy; and in terms of DLP: 270, 420, 560, 1,000 mGy cm; 110, 200, 220, 460 mGy cm; 130, 300, 380, 500 mGy cm. An optimisation process should be initiated to reduce the spread in dose recorded in this study. A major element of this process should be the use of DRLs.

Remaining rod activity mediates visual behavior in adult Rpe65-/- mice.

Purpose: C57/Bl6, Cpfl1-/- (Cone photoreceptors function loss 1; pure rod function), Gnat1alpha-/- (rod alpha-transducin; pure cone function) and Rpe65-/-;Rho-/- double knock-out mice were studied in order to distinguish the respective contributions of the different photoreceptor (PR) systems that enable light perception and mediate a visual reflex in adult Rpe65-/- mice using a simple behavioural procedure. Methods: Visual function was estimated using a rotating automatized optomotor drum covered with vertical black and white stripes at spatial frequencies of 0.025 to 0.5 cycles per degree (cpd) in both photopic and scotopic conditions. To evaluate the contribution as well as the light intensity threshold of each PR system, we tested the mouse strains with different luminances. Results: Stripe rotation elicits head movements in wild-type (WT) animals in photopic and scotopic conditions depending on the spatial frequency, whereas Cpfl1-/- mice show a reduced activity in the photopic condition and Gnat1alpha-/- mice an almost absent response in the scotopic condition. Interestingly, a robust visual response is obtained with Rpe65-/- knockout mice at 0.075 cpd and 0.1 cpd in the photopic condition. The residual rod function in the Rpe65-/- animals was demonstrated by testing Rpe65-/-;Rho-/- mice that present no response in photopic conditions. Conclusions: The optomotor test is a simple method to estimate the visual function, and to evaluate the respective contributions of rod and cone systems. Using this test, we demonstrate that in Rpe65-/- mice, devoid of functional cones and of detectable 11-cis-retinal protein, rods mimic in part the cone function by mediating vision in photopic conditions.

Preferential infection of immature dendritic cells and B cells by mouse mammary tumor virus.

Until now it was thought that the retrovirus mouse mammary tumor virus preferentially infects B cells, which thereafter proliferate and differentiate due to superantigen-mediated T cell help. We describe in this study that dendritic cells are infectable at levels comparable to B cells in the first days after virus injection. Moreover, IgM knockout mice have chronically deleted superantigen-reactive T cells after MMTV injection, indicating that superantigen presentation by dendritic cells is sufficient for T cell deletion. In both subsets initially only few cells were infected, but there was an exponential increase in numbers of infected B cells due to superantigen-mediated T cell help, explaining that at the peak of the response infection is almost exclusively found in B cells. The level of infection in vivo was below 1 in 1000 dendritic cells or B cells. Infection levels in freshly isolated dendritic cells from spleen, Langerhans cells from skin, or bone marrow-derived dendritic cells were compared in an in vitro infection assay. Immature dendritic cells such as Langerhans cells or bone marrow-derived dendritic cells were infected 10- to 30-fold more efficiently than mature splenic dendritic cells. Bone marrow-derived dendritic cells carrying an endogenous mouse mammary tumor virus superantigen were highly efficient at inducing a superantigen response in vivo. These results highlight the importance of professional APC and efficient T cell priming for the establishment of a persistent infection by mouse mammary tumor virus.

Study of chromosome rearrangements associated with the trpE26 mutation of Bacillus subtilis.

Chromosome rearrangements involved in the formation of merodiploid strains in the Bacillus subtilis 168-166 system were explained by postulating the existence of intrachromosomal homology regions. This working hypothesis was tested by analysing sequences and restriction patterns of the, as yet uncharacterized, junctions between chromosome segments undergoing rearrangements in parent, 168 trpC2 and 166 trpE26, as well as in derived merodiploid strains. Identification, at the Ia/Ib chromosome junction of both parent strains, of a 1.3 kb segment nearly identical to a segment of prophage SPbeta established the existence of one of the postulated homology sequences. Inspection of relevant junctions revealed that a set of different homology regions, derived from prophage SPbeta, plays a key role in the formation of so-called trpE30, trpE30+, as well as of new class I merodiploids. Analysis of junctions involved in the transfer of the trpE26 mutation, i.e. simultaneous translocation of chromosome segment C and rotation of the terminal relative to the origin moiety of the chromosome, did not confirm the presence of any sequence suitable for homologous recombination. We propose a model involving simultaneous introduction of four donor DNA molecules, each comprising a different relevant junction, and their pairing with the junction regions of the recipient chromosome. The resolution of this structure, resting on homologous recombination, would confer the donor chromosome structure to the recipient, achieving some kind of 'transstamping'. In addition, a rather regular pattern of inverse and direct short sequence repeats in regions flanking the breaking points could be correlated with the initial, X-ray-induced, rearrangement.

Horizontal vestibulo-ocular reflex dynamics in acute vestibular neuritis and viral labyrinthitis: evidence of otolith-canal interaction.

OBJECTIVE: To evaluate the dynamic properties of the horizontal vestibulo-ocular reflex (h-VOR) in the acute stage of two common labyrinthine diseases that provoke severe attacks of vertigo with spontaneous nystagmus: vestibular neuritis (vestibular loss alone) and viral labyrinthitis (cochleovestibular loss). MATERIAL AND METHODS: Sixty-three patients were investigated: 42 were diagnosed with vestibular neuritis and 21 with viral labyrinthitis. The h-VOR function was evaluated by conventional caloric and impulsive testing. A simplified model of vestibular function was used to analyze the vestibulo-ocular response to rotational stimulation. RESULTS: The results showed a significant difference in h-VOR characteristics between the two pathologies. Patients with vestibular neuritis exhibited a strong horizontal semicircular canal deficit, but no h-VOR asymmetry between the two rotational directions. In contrast, patients with viral labyrinthitis demonstrated moderate canal paresis and a marked h-VOR deficit in rotation toward the affected ear. CONCLUSION: These findings support the hypothesis that the h-VOR dynamic asymmetry that occurs after an acute unilateral inner ear lesion is not due to canal dysfunction alone, but involves complex adaptive changes in the central VOR that may implicate the otolith system. Based on histopathologic and clinical differences in the two pathologies reported in the literature, we postulate that this otolith-canal interaction is mainly linked to the loss of saccular function.

Investigation phytochimique d'une plante médicinale malgache Hypoestes serpens (Vahl) R. Br. (Acanthaceae) variété glabre et étude comparative avec la variété poilue

Résumé A Madagascar, comme dans plusieurs pays en développement, une grande partie de la population utilise les plantes pour se soigner. Plusieurs espèces des plantes sont ainsi utilisées en médecine traditionnelle malgache. Par ailleurs, la plupart de ces plantes ne font l'objet que de très peu d'étude scientifique. En effet, dans le cadre de l'investigation phytochimique de plantes utilisées en médecine traditionnelle malgache et dans la recherche des nouvelles substances biologiquement actives, Hypoestes serpens (Vahl) R. Br. (Acanthaceae) a été étudiée. Elle se présente sous deux variétés (glabre et poilue) qui sont tous utilisées dans la région sud-centre de Madagascar pour traiter la blennorragie. De l'extrait dichlorométhanique des feuilles de H. serpens (Vahl) R. Br. variété glabre, 12 diterpénoides dont 8 nouveaux ont été isolés. Ils ont tous montré une activité antifongique contre un champignon pathogène des plantes, Cladosporium cucumerinum, dans la bioautographie directe sur CCM. Quelques-uns ont également présenté une activité contre une levure saprophyte chez l'homme, Candida albicans et une activité inhibitrice de l'enzyme acétylcholinesterase. Les diterpènoïdes sont déjà considérés comme les principaux métabolites secondaires du genre Hypoestes. Le fractionnement de l'extrait méthanolique a conduit à l'isolement de 5 glycosides des flavonoïdes dont 4 sous formes C-g,lycosides qui n'ont jamais été identifiés dans la famille Acanthaceae. Ces flavonoïdes ont présenté une activité antiradicalaire contre le DPPH. Le fractionnement et la purification des extraits ont été effectués à l'aide des différentes techniques chromatographiques telles que la chromatographie sur colonne ouverte, la filtration sur gel, la chromatographie liquide à haute pression, la chromatographie liquide à moyenne pression et la chromatographie liquide à basse pression. Par ailleurs, les structures des composés isolés ont été élucidées par des techniques spectroscopiques (UV, MS, RMN) et de méthode chimique (hydrolyse acide). En plus de ces techniques, certaines méthodes physiques (cristallographie par rayons-X, mesure de rotation optique) ont été réalisées pour confirmer certaines structures. Comme l'espèce Hypoestes serpens (Vahl) R. Br. se présente en deux variétés, une étude comparative a été effectuée. Cette étude avait montré que ces deux variétés ont une activité biologique similaire. Finalement, une technique analytique couplée, HPLC-UV-APC1-MS a permis de montrer la présence de toutes les substances isolées de la variété glabre dans la variété poilue. Second résumé Depuis des milliers d'almées, l'homme utilise les plantes pour se soigner. De nos jours, même avec le développement de la médecine moderne, la phytothérapie reste toujours la forme des soins de santé abordable et accessible pour la majorité des populations rurales des pays en développement. En outre, les plantes médicinales constituent une source potentielle de molécules biologiquement actives pour les industries pharmaceutiques et actuellement, on estime que 25% des médicaments commercialisés dans le monde sont à base de plantes Dans le cadre de la recherche des nouvelles molécules à intérêt thérapeutique qui pourraient devenir un médicament ou un modèle de structure ("lead compound") pour le développement de nouveaux médicaments, nous avons fait une étude sur l'espèce, Hypoestes serpens (Vahl) R. Br, plante utilisée en médecine traditionnelle malgache. Cette espèce existe en deux variétés, une glabre et une autre poilue qui sont tous utilisées dans la région sud-centre de Madagascar pour traiter la blennorragie. Par ailleurs, les tradipraticiens utilisent de préférence la variété poilue. Dans la première partie de ce présent travail, une investigation phytochimique de H serpens, variété glabre (variété moins utilisée) a d'abord été effectuée afm d'isoler et d'identifier le maximum des molécules biologiquement actives qu'elle contient. De ce fait, 17 composés dont 8 nouveaux ont été isolés. Les potentiels d'activités thérapeutiques des substances isolées ont ensuite été dépistés sur les différents cibles suivants.: deux souches de champignons (Cladosporium cucumerinum et Candida albicans), l'enzyme acétylcholinesterase et le radical DPPH. La deuxième partie de ce travail a été consacrée sur l'étude comparative des deux variétés (glabre et poilue) de H. serpens à la fois sur le plan biologique et sur le plan phytochimique. A l'issue de cette comparaison, nous avons constaté que l'utilisation de ces deux variétés en médecine traditionnelle malgache n'est pas un hasard ; les deux variétés avaient présenté une activité biologique très remarquable et contiennent les mêmes substances actives. Ces résultats démontrent les potentiels thérapeutiques de H serpens en médecine traditionnelle malgache et pourraient également encourager les tradipraticiens à utiliser la variété glabre tout en protégeant la variété poilue qui est en voie de disparition actuellement. En bref, l'investigation phytochimique de H. serpens justifiée par l'isolement et l'identification de certains de ses principes actifs ouvre la voie aux recherches des médicaments d'origine naturelle. Abstract In Madagascar, as in many developing countries, most people use plants to cure. A large number of plant species are employed in Malagasy traditional medicine. Moreover, most of these plants have been subject only very little scientific study. As part of a phytochemical investigation of plants used in Malagasy traditional medicine and in the search for new biologically active substances, Hypoestes serpens (Vah1) R.Br. (Acanthaceae) was investigated. This species exists in two varieties (glabrous and hairy) which are used in the south-center part of Madagascar to treat gonorrhoea. From the dichloromethane extract of the leaves of H. serpens (Vah1) R. Br. glabrous variety, 12 diterpenoids 8 of which were new, were isolated. They showed antifungal activity against the plant pathogen Cladosporium cucumerinum, in the direct TLC bioautography. Some of them also had activity against the yeast Candida athicans and inhibited acetylcholinesterase. The diterpenes are considered as the principal secondary metabolites of the genus Hypoestes. Fractionation of the methanol extract led to the isolation of 5 flavonoid glycosides, 4 of which were C-glycosides, never before identified in the Acanthaceae family. These flavonoids showed radical scavenging activity against DPPH. The fractionation and the purification of the extracts were achieved by different chromatographic techniques such as open-column chromatography, gel filtration, high- pressure liquid chromatography, medium-pressure liquid chromatography and low-pressure liquid chromatography. Moreover, the structures of the isolated compounds were elucidated by spectroscopic techniques (UV, MS, NMR) and chemical technique (acid hydrolysis). In addition, some physical methods (X-ray crystallography, measurement of optical rotation) were performed to confirm some structures. As the species Hypoestes serpens (Vah1) R. Br. is present in two varieties, a comparative study was carried out. This study showed that these two varieties had similar biological activity. Finally, a coupled analytical technique HPLC-UV-APCI-MS showed the presence of the same compounds in both the glabrous and hairy varieties.

Failure of voriconazole to cure disseminated zygomycosis in an immunocompromised child.

Voriconazole is increasingly used as a first-line agent for empirical antifungal therapy of prolonged febrile neutropenia in paediatric cancer patients. We describe the case of a 9-year-old patient with stage IV Burkitt lymphoma, who developed pulmonary and splenic zygomycosis while receiving voriconazole for persistent febrile neutropenia. The causative agent, Absidia corymbifera, was identified by broad-range fungal PCR in a lung biopsy sample. The patient was successfully treated with a combination of partial resection of the left upper lobe and antifungal therapy with high-dose liposomal amphotericin B followed by oral itraconazole as demonstrated by resolving pulmonary infiltrates on serial high resolution CT scans. CONCLUSION: This case emphasises that the lack of in vitro activity of voriconazole against zygomycetes is clinically relevant. Failure of voriconazole in suspected fungal infection should be investigated for the possibility of zygomycosis. Broad-range polymerase chain reaction may be able to identify the causative organism when cultures remain sterile.

Molecular features of hepatosplenic T-cell lymphoma unravels potential novel therapeutic targets.

The pathogenesis of hepatosplenic T-cell lymphoma (HSTL), a rare entity mostly derived from γδ T cells and usually with a fatal outcome, remains largely unknown. In this study, HSTL samples (7γδ and 2αβ) and the DERL2 HSTL cell line were subjected to combined gene-expression profiling and array-based comparative genomic hybridization. Compared with other T-cell lymphomas, HSTL had a distinct molecular signature irrespective of TCR cell lineage. Compared with peripheral T-cell lymphoma, not otherwise specified and normal γδ T cells, HSTL overexpressed genes encoding NK-cell-associated molecules, oncogenes (FOS and VAV3), the sphingosine-1-phosphatase receptor 5 involved in cell trafficking, and the tyrosine kinase SYK, whereas the tumor-suppressor gene AIM1 (absent in melanoma 1) was among the most down-expressed. We found highly methylated CpG islands of AIM1 in DERL2 cells, and decitabine treatment induced a significant increase in AIM1 transcripts. Syk was present in HSTL cells and DERL2 cells contained phosphorylated Syk and were sensitive to a Syk inhibitor in vitro. Genomic profiles confirmed recurrent isochromosome 7q (n = 6/9) without alterations at the SYK and AIM1 loci. Our results identify a distinct molecular signature for HSTL and highlight oncogenic pathways that offer rationale for exploring new therapeutic options such as Syk inhibitors and demethylating agents.

A new ambulatory system for comparative evaluation of the three-dimensional knee kinematics, applied to anterior cruciate ligament injuries

The aim of this study was to develop an ambulatory system for the three-dimensional (3D) knee kinematics evaluation, which can be used outside a laboratory during long-term monitoring. In order to show the efficacy of this ambulatory system, knee function was analysed using this system, after an anterior cruciate ligament (ACL) lesion, and after reconstructive surgery. The proposed system was composed of two 3D gyroscopes, fixed on the shank and on the thigh, and a portable data logger for signal recording. The measured parameters were the 3D mean range of motion (ROM) and the healthy knee was used as control. The precision of this system was first assessed using an ultrasound reference system. The repeatability was also estimated. A clinical study was then performed on five unilateral ACL-deficient men (range: 19-36 years) prior to, and a year after the surgery. The patients were evaluated with the IKDC score and the kinematics measurements were carried out on a 30 m walking trial. The precision in comparison with the reference system was 4.4 degrees , 2.7 degrees and 4.2 degrees for flexion-extension, internal-external rotation, and abduction-adduction, respectively. The repeatability of the results for the three directions was 0.8 degrees , 0.7 degrees and 1.8 degrees . The averaged ROM of the five patients' healthy knee were 70.1 degrees (standard deviation (SD) 5.8 degrees), 24.0 degrees (SD 3.0 degrees) and 12.0 degrees (SD 6.3 degrees for flexion-extension, internal-external rotation and abduction-adduction before surgery, and 76.5 degrees (SD 4.1 degrees), 21.7 degrees (SD 4.9 degrees) and 10.2 degrees (SD 4.6 degrees) 1 year following the reconstruction. The results for the pathologic knee were 64.5 degrees (SD 6.9 degrees), 20.6 degrees (SD 4.0 degrees) and 19.7 degrees (8.2 degrees) during the first evaluation, and 72.3 degrees (SD 2.4 degrees), 25.8 degrees (SD 6.4 degrees) and 12.4 degrees (SD 2.3 degrees) during the second one. The performance of the system enabled us to detect knee function modifications in the sagittal and transverse plane. Prior to the reconstruction, the ROM of the injured knee was lower in flexion-extension and internal-external rotation in comparison with the controlateral knee. One year after the surgery, four patients were classified normal (A) and one almost normal (B), according to the IKDC score, and changes in the kinematics of the five patients remained: lower flexion-extension ROM and higher internal-external rotation ROM in comparison with the controlateral knee. The 3D kinematics was changed after an ACL lesion and remained altered one year after the surgery

Tolerogenic dendritic cells and their role in induction of immune tolerance

Les cellules dendritiques sont des cellules du système immunitaire qui permettent d'instruire les lymphocytes T, autres cellules de ce système, pour mettre en place une réponse immunitaire adaptée afin de combattre et vaincre une infection. Ces cellules dendritiques vont reconnaître des motifs spécifiquement exprimés par des pathogènes par l'intermédiaire de récepteurs exprimés à leur surface. En détectant ces molécules, elles vont s'activer et subir diverses modifications pour pouvoir activer les lymphocytes T. Elles vont alors interagir avec les lymphocytes Τ et transférer les informations nécessaires pour que ces cellules s'activent à leur tour et produisent différentes protéines de façon à éliminer le pathogène. En fonction du type de pathogène, les informations transférées entre les cellules dendritiques et les lymphocytes seront différentes de manière à produire la réponse immunitaire la mieux adaptée pour supprimer l'élément infectieux. Dans le corps, les cellules dendritiques circulent continuellement afin de détecter les éléments étrangers. Quand elles reconnaissent une protéine étrangère, elles la phagocytent, c'est-à-dire qu'elles la mangent afin de pouvoir la présenter aux lymphocytes T. Mais quand elles phagocytent un élément étranger, elles peuvent également prendre des éléments du soi, comme par exemple quand elles phagocytent une cellule infectée par un virus. Les cellules dendritiques doivent alors être capables de différentier les molécules du soi et du non-soi de façon à ne pas induire une réponse en présentant un antigène du soi aux lymphocytes T. D'autant plus que lors de leur développement, les lymphocytes Τ qui sont capables de reconnaître le soi sont éliminés mais ce système n'est pas parfait et donc certains lymphocytes Τ auto-reactifs peuvent se trouver dans le corps. Il existe ainsi d'autres mécanismes en périphérie du site de développement pour inhiber ces lymphocytes Τ auto-reactifs. Ce sont les mécanismes de tolérance. Quand les lymphocytes Τ induisent une réponse aux antigènes du soi, cela résulte à des maladies auto-immunes. Dans mon projet de recherche, nous avons travaillé avec des lignées de cellules dendritiques, c'est-à-dire des cellules dendritiques semblables à celles que l'on peut trouver in vivo mais qui sont immortalisées, elles peuvent donc être cultiver et manipuler in vitro. Nous avons génétiquement modifiées ces lignées cellulaires pour qu'elles expriment des molécules immunosuppressives afin d'étudier comment induire une tolérance immunitaire, c'est-à-dire si l'expression de ces molécules permet d'éviter de générer une réponse immunitaire. Pour cela, nous avons utilisé des modèles murins de tumeurs et de maladies auto-immunes. Nous avons démontré que ces lignées de cellules dendritiques peuvent être un grand outil de recherche pour étudier les bénéfices de différentes molécules immuno-modulatrices afin d'induire une tolérance immunitaire à différents antigènes. - Les cellules dendritiques sont responsables de l'induction des réponses immunitaires adaptatives. Suite à une infection microbienne, les cellules dendritiques s'activent, elles induisent l'expression de molécules de costimulation à leur surface, sécrètent des cytokines et induisent la différentiation des cellules Τ effectrices et mémoires. De plus, les cellules dendritiques ont un rôle important dans l'induction et la maintenance de la tolérance immunitaire au niveau du thymus et en périphérie, en induisant l'anergie, la délétion ou la conversion des cellules Τ naïves en cellules régulatrices. Dans notre groupe, une nouvelle lignée de cellules dendritiques appelée MuTu a été crée par la culture de cellules dendritiques tumorales isolées à partir d'une rate d'une souris transgénique, dans laquelle l'expression de l'oncogène SV40 et du GFP sont sous le contrôle du promoteur CD1 le, et sont ainsi spécifiquement exprimés dans les cellules dendritiques. Ces nouvelles lignées appartiennent au sous-type des cellules dendritiques conventionnelles exprimant CD8a. Elles ont conservé leur capacité d'augmenter l'expression des marqueurs de costimulation à leur surface ainsi que le production de cytokines en réponse à des ligands des récepteurs Toll, ainsi que leur capacité à présenter des antigènes associés aux molécules du complexe majeur d'histocompatibilité (CMH) de classe I ou II pour activer la prolifération et la différentiation des lymphocytes T. En utilisant un système de transduction de lentivirus de seconde génération, ces nouvelles lignées de cellules dendritiques ont été génétiquement modifiées pour sur-exprimer des molécules immunosuppressives (IL-10, TGFP latent, TGFp actif, Activin A, Arginase 1, IDO, B7DC et CTLA4). Ces lignées permettent d'étudier de manière reproductible le rôle de ces molécules potentiellement tolérogènes sur les réponses immunitaires in vitro et in vivo. Ces lignées potentiellement tolérogènes ont été testées, tout d'abord, in vitro, pour leur capacité à inhiber l'activation des cellules dendritiques, à bloquer la prolifération des cellules Τ ou à modifier leur polarisation. Nos résultats démontrent qu'en réponse à une stimulation, la sur-expression des molécules costimulatrices et la sécrétion de molécules pro- inflammatoires est réduite quand les cellules dendritiques sur-expriment l'IL-10. La sur¬expression de TGFp sous sa forme active induit le développement de cellules régulatrices CD4+ CD25+ Foxp3+ et bloque la réponse CD8 cytotoxique tandis que la sur-expression de CTLA4 à la surface des cellules dendritiques inhibe une réponse Thl et induit des lymphocytes Τ anergiques. Ces lignées ont également été utilisées pour étudier l'induction de tolérance in vivo. Tout d'abord, nous avons étudié l'induction de tolérance dans un modèle de développement de tumeurs. En effet, quand les lignées tumorales sont transférées dans les lignées de souris C57BL/6, elles sont reconnues comme du non-soi du à l'expression de l'oncogène SV40 et du GFP et sont éliminées. Ce mécanisme d'élimination a été étudié en utilisant une lignée de cellules dendritiques modifiée pour exprimer la luciférase et qui a permis de suivre le développement des tumeurs par de l'imagerie in vivo dans des animaux vivants. Ces lignées de cellules dendritiques MuTu sont éliminées dans la souris C57BL/6 par les lymphocytes CD8 et l'action cytotoxique de la perforine. Après plusieurs injections, les cellules dendritiques sur-exprimant CTLA4 ou l'actif TGFp peuvent casser cette réponse immunitaire inhérente aux antigènes de la lignée et induire le développement de la tumeur dans la souris C57BL/6. Le développement tumoral a pu être suivi en mesurant la bioluminescence émise par des cellules dendritiques modifiées pour exprimer à la fois l'actif TGFp et la luciférase. Ces tumeurs ont pu se développer grâce à la mise en place d'un microenvironnement suppressif pour échapper à l'immunité en recrutant des cellules myéloïde suppressives, des lymphocytes CD4 régulateurs et en induisant l'expression d'une molécule inhibitrice PD-1 à la surface des lymphocytes CD8 infiltrant la tumeur. Dans un deuxième temps, ces lignées tolérogènes ont également été testées dans un modèle murin de maladies auto-immunes, appelé l'encéphalomyélite auto-immune expérimental (EAE), qui est un modèle pour la sclérose en plaques. L'EAE a été induite dans la souris par le transfert de cellules de ganglions prélevées d'une souris donneuse préalablement immunisée avec une protéine du système nerveux central, la glycoprotéine myéline oligodendrocyte (MOG) émulsifiée dans de l'adjuvant complet de Freund. La vaccination des souris donneuses et receveuses avec les cellules sur-exprimant l'actif TGFP préalablement chargées avec la protéine MOG bloque l'induction de l'EAE. Nous sommes actuellement en train de définir les mécanismes qui permettent de protéger la souris du développement de la maladie auto-immune. Dans cette étude, nous avons ainsi démontré la possibilité d'induire la tolérance in vivo et in vitro à différents antigènes en utilisant nos nouvelles lignées de cellules dendritiques et en les modifiant pour exprimer des molécules immunosuppressives. En conséquence, ces nouvelles lignées de cellules dendritiques représentent un outil pour explorer les bénéfices de différentes molécules ayant des propriétés immuno-modulatrices pour manipuler le système immunitaire vers un phénotype tolérogène. - Dendritic cells (DC) are widely recognized as potent inducers of the adaptive immune responses. Importantly, after microbial infections, DC become activated, induce co- stimulation, secrete cytokines and induce effector and memory Τ cells. DC furthermore play an important role in inducing and maintaining central and peripheral tolerance by inducing anergy, deletion or commitment of antigen-specific naïve Τ cells into regulatory Τ cells. In our group, stable MuTu DC lines were generated by culture of splenic DC tumors from transgenic mice expressing the SV40 large Τ oncogene and the GFP under DC-specific CDllc promoter. These transformed DC belong to the CD8a+ conventional DC subtype and have fully conserved their capacity to upregulate co-stimulatory markers and produce cytokines after activation with Toll Like Receptors-ligands, and to present Major Histocompatibility class-I or MHCII-restricted antigens to activate Τ cell expansion and differentiation. Using a second- generation lentiviral transduction system, these newly developed MuTu DC lines were genetically modified to overexpress immunosuppressive molecules (IL-10, latent TGFp, active TGFp, Activin A, Arginase 1, IDO, B7DC and CTLA4). This allows to reproducibly investigate the role of these potentially tolerogenic molecules on in vitro and in vivo immune responses. These potentially tolerogenic DC were tested in vitro for their ability to inhibit DC activation, to prevent Τ cell proliferation and to modify Τ cell polarization. Our results show that the upregulation of costimulatory molecules and the secretion of pro-inflammatory cytokines were reduced upon stimulation of DC overexpressing IL-10. The overexpression of active TGFP induced the development of CD4+ CD25+ Foxp3+ regulatory Τ cells and inhibited the cytotoxic CD8 Τ cell response as shown by using the OT-II Τ cell system whereas the surface expression of CTLA-4 on DC prevented the Thl response and prompted an anergic antigen-specific Τ cell response. These MuTu DC lines were also used in vivo in order to study the induction of tolerance. First we addressed the induction of tolerance in a model of tumorogenesis. The adoptively transferred tumor cell lines were cleared in C57BL/6 mice due to the foreign expression of SV40 LargeT and GFP. The mechanism of clearance of MuTu DC line into C57BL/6 mice was investigated by using luciferase-expressing DC line. These DC line allowed to follow, by in vivo imaging, the tumor development in living animals and determined that MuTu DC lines were eliminated in a perforin-mediated CD8 Τ cell dependent and CD4 Τ cell independent response. After multiple injections, DC overexpressing CTLA4 or active TGFp could break the immune response to these inherent antigens and induced DC tumorogenesis in wild type mice. The tumor outgrowth in C57BL/6 mice was nicely observed by double-transduced DC lines to express both luciferase and active TGFp. actTGFp-DC tumor was shown to recruit myeloid-derived suppressor cells, induce CD4+ CD25+ Foxp3+ regulatory Τ cells and induce the expression of the inhibitory receptor PD-1 on tumor- infiltrating CD8+ Τ cells in order to escape tumor immunity. Tolerogenic DC lines were also tested for the induction of tolerance in a murine model of autoimmune disease, the experimental autoimmune encephalitis (EAE) model for human multiple sclerosis. EAE was induced in C57BL/6 mice by the adoptive transfer of lymph node cells isolated from donor mice previously immunized by a protein specific to the central nervous system, the myelin oligodendrocyte glycoprotein (MOG) emulsified in the complete freund adjuvant. The vaccination of donor and recipient mice with MOG-pulsed actTGFP-DC line prevented EAE induction. We are still investigating how the active TGFP protect mice from EAE development. We generated tolerogenic DC lines inducing tolerance in vitro and in vivo. Thereby these MuTu DC lines represent a great tool to explore the benefits of various immuno-modulatory molecules to manipulate the immune system toward a tolerogenic phenotype.