Evaluation of the immune response to infection with metastatic and non-metastatic "Leishmania guyanensis" parasites

ABSTRACT : Les infections par le parasite Leishmania guyanensis se caractérisent par une dissémination depuis le site initial d'infection jusqu'aux tissus naso-pharyngés, responsable de la Leishmaniose à lésions secondaires muco-cutanées (LMC). Les lésions des patients atteints de LMC montrent une massive infiltration de cellules immunitaires, une réponse immunitaire élevée et la présence de parasites (bien qu'en très faible quantité). La LMC engendre une augmentation de l'expression de TNFa ainsi qu'un défaut dans le contrôle de la réponse immunitaire caractérisé par une absence de réponse à l'IL 10. La réponse immunitaire de l'hôte ainsi que la virulence du parasite sont deux facteurs reconnus pour le contrôle de l'infection. Le mécanisme de la pathogenèse de la LMC restent grandement incompris, surtout le mécanisme de dissémination de l'infection du site d'inoculation jusqu'aux sites secondaires d'infection (métastases) ainsi que les détails de la réponse de l'hôte contre le pathogène. Dans un modèle d'infection d' hamsters avec des parasites du Nouveau Monde, la classification des parasites Leishmania se fait en fonction de leur capacité à développer des métastases. Ce modéle d'infection a permis de caractériser différentes souches de parasites selon la classification de l'Organisation Mondiale de la Sante (OMS) tel que la souche de référence W>É-II/BR/78/M5313 qui est reconnue comme hautement métastatique alors que ces clones dérivés de M5313 montrent de grandes variations quand a leur capacité à créer des métastases. Les clones 13 et 21 sont métastatiques (M+) alors que les clones 3 et 17 sont nonmétastatiques (NI-). Les objectifs de cette thèse ont été d'étudier le rôle de la réponse immunitaire innée des macrophages après infection in vitro avec différents clones métastatiques et non-métastatiques du parasite L. guyanensis, ainsi que d'étudier la réponse immunitaire générée suite à une infection in vivo par les clones M+ et M- de L. guyanensis dans un modèle marin. L'analyse de la .réponse immunitaire des macrophages in vitro montrent qu'il y aune augmentation significative de leur statut d'activation après infection par des parasites M+ indiquée par la modulation des marqueurs d'activation de surface CD80, CD86 et CD40, ainsi que une augmentation significative de CXCL 10, CCLS, IL6 et TNFa au niveau transcription de l'ARNm et au niveau de la protéine. Cette phénomène d'activation a été observée chez les deux souches de souris C57BL/6 et BALB/c. L'utilisation d'un inhibiteur d'entrée des parasites (Cytochalsin D) ou d'un inhibiteur des fonctions endosomales (Chloroquine) diminue de manière significative la réponse des macrophages aux parasites M+. L'utilisation de macrophages déficients en TLR, MyD88, et TRIF a démontré que la réponse générée après infection par les parasites M+ était dépendante de la voie de signalisation de TRIF et TLR3. Lors d'infection in vivo par des parasites M5313, au moins 50% des souris BALB/c présentent un phénotype sensible caractérisé par des lésions non-nécrotiques qui ne guérissent pas, persistent plus de 13 semaines après infection et contiennent un nombre considérable de parasites. Ces souris développent une réponse immunitaire de type T helper 2 (Th2) avec un niveau élevé d'IL-4 et d'IL-10. Les autres souris ont un phénotype non-sensible, les souris développant peu ou pas de lésion, avec peu de parasites et une réponse immunitaire diminuée, caractérisée par un niveau faible d'IFNy, d'IL4 et d'IL10. De plus, les souris BALB/c infectées par un parasite L. guyanensis isolé à partir des lésions muco-cutanées d'un patient humain atteint de LMC ont démontrés un phénotype similaire aux souris infectées par la souche M5313 avec 50% des souris développant des lésions persistantes, alors qu'un parasite dérivé des lésions cutanées humains n'a montré qu'une faible sensibilité avec une lésion transitoire qui finit par guérir. Nous avons montré que la sensibilité de ces souris BALB/c dépend de l'IL-4 et de l'IL-10 car les souris IL-10-/sur fond génétique BALB/c ainsi que les souris BALB/c traitée avec de l'anti-IL4 étaient capables de contrôler l'infection par M5313. Les souris C57BL/6 sont résistantes à l'infection par le parasite M5313. Elles développent une lésion transitoire qui guérit 9 semaines après infection. Ces souris résistantes ont un très faible taux de parasites au site d'infection et développent une réponse immunitaire de type Thl avec un niveau élevé d'IFNr et peu d'IL4 et d'IL10. Les infections in vivo de souris déficientes en MyD88, TRIF, TLR3 ou TLR9 (sur fond génétique C57BL/6) ont indiqué que MyD88 et TLR9 étaient impliqués dans la résistance à l'infection par L. guyanensi, et que TRIF et TLR3 avaient un rôle important dans la sensibilité. Ce travail met en évidence le fait que la réponse immunitaire de l'hôte est modulée par le parasite selon leur caractérisation d'être soit M+ ou M-. Nous avons démontré également que plusieurs gènes et voies de signalisations étaient impliqués dans cette réponse favorisant le développement d'une LMC. ABSTRACT : Leishmania guyanensis parasites are able to disseminate from the initial site of cutaneous skin infection to the nasopharyngeal tissues resulting in destructive secondary lesions and the disease Mucocutaneous Leishmaniasis (MCL). The secondary lesions in patients have intense immune cell infiltration, elevated immune responses and the presence (albeit at low levels) of parasites. More specifically, MCL patients produce higher levels of TNFa and display impairment in their ability to control the immune response due to a defect in their ability to respond to IL10. Little is known about the pathogenesis of MCL, especially about the dissemination of the infection from the site of inoculation to secondary sites (metastasis) and the response of the host to the pathogen. The hamster model of L. guyanensis infection has previously characterized the WHO reference strain, L. guyanensis WHI/BR/78/M5313, as being highly metastatic. Clones of parasites derived from this reference strain show a differential ability to metastasize. This thesis studied the differential immune response generated by macrophages in vitro, or by mice in vivo, following infection with L. guyanensis parasites. A significant increase in the activation status of macrophages derived from C57BL/6 or BALB/c mice was observed after in vitro infection with L. guyanensis parasites when compared to non-metastatic parasites. This change in status was evidenced by the increased expression of surface activation markers, together with the chemokines, CXCL 10, CCLS, and cytokines, IL6 and TNFa. Furthermore, in vitro infection of macrophages isolated from mice deficient in either a specific Toll Like Receptor (TLR) or the adaptor molecules MyD88 or TRIF, indicated that the immune response generated following L. guyanensis metastatic parasite infection was reliant on the TRIF dependent TLR3 signalling pathway. In vivo footpad infection of BALB/c mice with the L. guyanensis M5313 parasites showed a reproducible susceptible phenotype, whereby at least 50% of infected mice developed non-healing, nonnecrosing lesions with high parasitemia that persisted over 13 weeks post infection. This phenotype was characterized by a Th2 type cytokine immune response with increased levels of IL4 and IL10 detected in the draining lymph nodes. IL 10 deficient mice on a BALB/c background, or BALB/c mice treated with anti-IL4 were able to control infection with L. guyanensis M5313 parasites, thereby proving that these cytokines were indeed implicated in the susceptibility to infection. Moreover, infection of BALB/c mice with patient isolated L. guyanensis parasites confirmed that MCL derived parasites were able to induce a susceptibility phenotype similar to that of L. guyanensis M5313. C57BL/6 mice, on the other hand, were highly resistant to infection with L. guyanensis M5313 parasites and produced transient footpad swelling that healed by week 9 post infection, together with low degrees of footpad parasitemia and a Thl polarized immune response. Infection of mice deficient in MyD88, TRIF, TLR3, and TLR9 (on a C57BL/6 background), indicated that MyD88 and TLR9 were involved in the resistance of these mice to infection, and that TRIF and TLR3 were involved in the susceptibility. This study has shown that the host response can be differentially modulated depending on the infecting parasite with several genes and pathways being identified that could be involved in promoting the development of MCL.

A cell therapy approach for erythropoietin delivery using encapsulated human primary fibroblasts

Summary Cell therapy has emerged as a strategy for the treatment of various human diseases. Cells can be transplanted considering their morphological and functional properties to restore a tissue damage, as represented by blood transfusion, bone marrow or pancreatic islet cells transplantation. With the advent of the gene therapy, cells also were used as biological supports for the production of therapeutic molecules that can act either locally or at distance. This strategy represents the basis of ex vivo gene therapy characterized by the removal of cells from an organism, their genetic modification and their implantation into the same or another individual in a physiologically suitable location. The tissue or biological function damage dictates the type of cells chosen for implantation and the required function of the implanted cells. The general aim of this work was to develop an ex vivo gene therapy approach for the secretion of erythropoietin (Epo) in patients suffering from Epo-responsive anemia, thus extending to humans, studies previously performed with mouse cells transplanted in mice and rats. Considering the potential clinical application, allogeneic primary human cells were chosen for practical and safety reasons. In contrast to autologous cells, the use of allogeneic cells allows to characterize a cell lineage that can be further transplanted in many individuals. Furthermore allogeneic cells avoid the potential risk of zoonosis encountered with xenogeneic cells. Accordingly, the immune reaction against this allogeneic source was prevented by cell macro- encapsulation that prevents cell-to-cell contact with the host immune system and allows to easy retrieve the implanted device. The first step consisted in testing the survival of various human primary cells that were encapsulated and implanted for one month in the subcutaneous tissue of immunocompetent and naturally or therapeutically immunodepressed mice, assuming that xenogeneic applications constitute a stringent and representative screening before human transplantation. A fibroblast lineage from the foreskin of a young donor, DARC 3.1 cells, showed the highest mean survival score. We have then performed studies to optimize the manufacturing procedures of the encapsulation device for successful engraftment. The development of calcifications on the polyvinyl alcohol (PVA) matrix serving as a scaffold for enclosed cells into the hollow fiber devices was reported after one month in vivo. Various parameters, including matrix rinsing solutions, batches of PVA and cell lineages were assessed for their respective role in the development of the phenomenon. We observed that the calcifications could be totally prevented by using ultra-pure sterile water instead of phosphate buffer saline solution in the rinsing procedure of the PVA matrix. Moreover, a higher lactate dehydrogenase activity of the cells was found to decrease calcium depositions due to more acidic microenvironment, inhibiting the calcium precipitation. After the selection of the appropriate cell lineage and the optimization of encapsulation conditions, a retroviral-based approach was applied to DARC 3.1 fibroblasts for the transduction of the human Epo cDNA. Various modifications of the retroviral vector and the infection conditions were performed to obtain clinically relevant levels of human Epo. The insertion of a post-transcriptional regulatory element from the woodchuck hepatitis virus as well as of a Kozak consensus sequence led to a 7.5-fold increase in transgene expression. Human Epo production was further optimized by increasing the multiplicity of infection and by selecting high producer cells allowing to reach 200 IU hEpo/10E6 cells /day. These modified cells were encapsulated and implanted in vivo in the same conditions as previously described. All the mouse strains showed a sustained increase in their hematocrit and a high proportion of viable cells were observed after retrieval of the capsules. Finally, in the perspective of human application, a syngeneic model using encapsulated murine myoblasts transplanted in mice was realized to investigate the roles of both the host immune response and the cells metabolic requirements. Various loading densities and anti-inflammatory as well as immunosuppressive drugs were studied. The results showed that an immune process is responsible of cell death in capsules loaded at high cell density. A supporting matrix of PVA was shown to limit the cell density and to avoid early metabolic cell death, preventing therefore the immune reaction. This study has led to the development of encapsulated cells of human origin producing clinically relevant amounts of human EPO. This work resulted also to the optimization of cell encapsulation technical parameters allowing to begin a clinical application in end-stage renal failure patients. Résumé La thérapie cellulaire s'est imposée comme une stratégie de traitement potentiel pour diverses maladies. Si l'on considère leur morphologie et leur fonction, les cellules peuvent être transplantées dans le but de remplacer une perte tissulaire comme c'est le cas pour les transfusions sanguines ou les greffes de moelle osseuse ou de cellules pancréatiques. Avec le développement de la thérapie génique, les cellules sont également devenues des supports biologiques pour la production de molécules thérapeutiques. Cette stratégie représente le fondement de la thérapie génique ex vivo, caractérisée par le prélèvement de cellules d'un organisme, leur modification génétique et leur implantation dans le même individu ou dans un autre organisme. Le choix du type de cellule et la fonction qu'elle doit remplir pour un traitement spécifique dépend du tissu ou de la fonction biologique atteintes. Le but général de ce travail est de développer .une approche par thérapie génique ex vivo de sécrétion d'érythropoïétine (Epo) chez des patients souffrant d'anémie, prolongeant ainsi des travaux réalisés avec des cellules murines implantées chez des souris et des rats. Dans cette perpective, notre choix s'est porté sur des cellules humaines primaires allogéniques. En effet, contrairement aux cellules autologues, une caractérisation unique de cellules allogéniques peut déboucher sur de nombreuses applications. Par ailleurs, l'emploi de cellules allogéniques permet d'éviter les riques de zoonose que l'on peut rencontrer avec des cellules xénogéniques. Afin de protéger les cellules allogéniques soumises à une réaction immunitaire, leur confinement dans des macro-capsules cylindriques avant leur implantation permet d'éviter leur contact avec les cellules immunitaires de l'hôte, et de les retrouver sans difficulté en cas d'intolérance ou d'effet secondaire. Dans un premier temps, nous avons évalué la survie de différentes lignées cellulaires humaines primaires, une fois encapsulées et implantées dans le tissu sous-cutané de souris, soit immunocompétentes, soit immunodéprimées naturellement ou par l'intermédiaire d'un immunosuppresseur. Ce modèle in vivo correspond à des conditions xénogéniques et représente par conséquent un environnement de loin plus hostile pour les cellules qu'une transplantation allogénique. Une lignée fibroblastique issue du prépuce d'un jeune enfant, nommée DARC 3 .1, a montré une remarquable résistance avec un score de survie moyen le plus élevé parmi les lignées testées. Par la suite, nous nous sommes intéressés aux paramètres intervenant dans la réalisation du système d'implantation afin d'optimaliser les conditions pour une meilleure adaptation des cellules à ce nouvel environnement. En effet, en raison de l'apparition, après un mois in vivo, de calcifications au niveau de la matrice de polyvinyl alcohol (PVA) servant de support aux cellules encapsulées, différents paramètres ont été étudiés, tels que les procédures de fabrication, les lots de PVA ou encore les lignées cellulaires encapsulées, afin de mettre en évidence leur rôle respectif dans la survenue de ce processus. Nous avons montré que l'apparition des calcifications peut être totalement prévenue par l'utilisation d'eau pure au lieu de tampon phosphaté lors du rinçage des matrices de PVA. De plus, nous avons observe qu'un taux de lactate déshydrogénase cellulaire élevé était corrélé avec une diminution des dépôts de calcium au sein de la matrice en raison d'un micro-environnement plus acide inhibant la précipitation du calcium. Après sélection de la lignée cellulaire appropriée et de l'optimisation des conditions d'encapsulation, une modification génétique des fibroblastes DARC 3.1 a été réalisée par une approche rétrovirale, permettant l'insertion de l'ADN du gène de l'Epo dans le génome cellulaire. Diverses modifications, tant au niveau génétique qu'au niveau des conditions d'infection, ont été entreprises afin d'obtenir des taux de sécrétion d'Epo cliniquement appropriés. L'insertion dans la séquence d'ADN d'un élément de régulation post¬transcriptionnelle dérivé du virus de l'hépatite du rongeur (« woodchuck ») ainsi que d'une séquence consensus appelée « Kozak » ont abouti à une augmentation de sécrétion d'Epo 7.5 fois plus importante. De même, l'optimisation de la multiplicité d'infection et la sélection plus drastique des cellules hautement productrices ont permis finalement d'obtenir une sécrétion correspondant à 200 IU d'Epo/10E6 cells/jour. Ces cellules génétiquement modifiées ont été encapsulées et implantées in vivo dans les mêmes conditions que celles décrites plus haut. Toutes les souris transplantées ont montré une augmentation significative de leur hématocrite et une proportion importante de cellules présentait une survie conservée au moment de l'explantation des capsules. Finalement, dans la perspective d'une application humaine, un modèle syngénique a été proposé, basé sur l'implantation de myoblastes murins encapsulés dans des souris, afin d'investiguer les rôles respectifs de la réponse immunitaire du receveur et des besoins métaboliques cellulaires sur leur survie à long terme. Les cellules ont été encapsulées à différentes densités et les animaux transplantés se sont vus administrer des injections de molécules anti-inflammatoires ou immunosuppressives. Les résultats ont démontré qu'une réaction immunologique péri-capsulaire était à la base du rejet cellulaire dans le cas de capsules à haute densité cellulaire. Une matrice de PVA peut limiter cette densité et éviter une mort cellulaire précoce due à une insuffisance métabolique et par conséquent prévenir la réaction immunitaire. Ce travail a permis le développement de cellules encapsulées d'origine humaine sécrétant des taux d'Epo humaine adaptés à des traitements cliniques. De pair avec l'optimalisation des paramètres d'encapsulation, ces résultats ont abouti à l'initiation d'une application clinique destinée à des patients en insuffisance rénale terminale.

Clinical role of coronary magnetic resonance angiography in the diagnosis of anomalous coronary arteries.

Though rare, anomalous coronary artery disease is a well-known cause of myocardial ischemia and sudden death among children and young adults. The projectional nature of conventional x-ray angiography often leads to difficulty in the definition of anomalous vessels. Studies have now documented the high accuracy of coronary magnetic resonance angiography (MRA) for the noninvasive detection and definition of anomalous coronary arteries among patients with suspected anomalous coronary arteries of congenital conditions associated with anomalous coronary arteries. With increasing clinical experience, coronary MRA will likely emerge as the gold standard for the diagnosis of this condition.

Essays in general equilibrium asset pricing

ABSTRACT : Research in empirical asset pricing has pointed out several anomalies both in the cross section and time series of asset prices, as well as in investors' portfolio choice. This dissertation aims to discover the forces driving some of these "puzzling" asset pricing dynamics and portfolio decisions observed in the financial market. Through the dissertation I construct and study dynamic general equilibrium models of heterogeneous investors in the presence of frictions and evaluate quantitatively their implications for financial-market asset prices and portfolio choice. I also explore the potential roots of puzzles in international finance. Chapter 1 shows that, by introducing jointly endogenous no-default type of borrowing constraints and heterogeneous beliefs in a dynamic general-equilibrium economy, many empirical features of stock return volatility can be reproduced. While most of the research on stock return volatility is empirical, this paper provides a theoretical framework that is able to reproduce simultaneously the cross section and time series stylized facts concerning stock returns and their volatility. In contrast to the existing theoretical literature related to stock return volatility, I don't impose persistence or regimes in any of the exogenous state variables or in preferences. Volatility clustering, asymmetry in the stock return-volatility relationship, and pricing of multi-factor volatility components in the cross section all arise endogenously as a consequence of the feedback between the binding of no-default constraints and heterogeneous beliefs. Chapters 2 and 3 explore the implications of differences of opinion across investors in different countries for international asset pricing anomalies. Chapter 2 demonstrates that several international finance "puzzles" can be reproduced by a single risk factor which captures heterogeneous beliefs across international investors. These puzzles include: (i) home equity preference; (ii) the dependence of firm returns on local and foreign factors; (iii) the co-movement of returns and international capital flows; and (iv) abnormal returns around foreign firm cross-listing events in the local market. These are reproduced in a setup with symmetric information and in a perfectly integrated world with multiple countries and independent processes producing the same good. Chapter 3 shows that by extending this framework to multiple goods and correlated production processes; the "forward premium puzzle" arises naturally as a compensation for the heterogeneous expectations about the depreciation of the exchange rate held by international investors. Chapters 2 and 3 propose differences of opinion across international investors as the potential resolution of several international finance `puzzles'. In a globalized world where both capital and information flow freely across countries, this explanation seems more appealing than existing asymmetric information or segmented markets theories aiming to explain international finance puzzles.

Activation mechanisms of the protease MALT1 and cleavage of one of its targets - the ribonuclease Regnase-1- in lymphocytes and lymphoma cell lines

Persistent infection induces an adaptive immune response that is mediated by T and B lymphocytes. Upon triggering with an antigen, these cells become activated and turn into fast expanding cells able to efficiently defend the host. Lymphocyte activation is controlled by a complex composed of CARMA1, BCL10 and MALT1 which regulates the NF-KB signaling pathway upon antigen triggering. Abnormally high expression or activity of either one of these three proteins can favor the development of lymphomas, while genetic defects in the pathway are associated with immunodeficiency. MALT1 was identified as a paracaspase sharing homology with other cysteine proteases, namely caspases and metacaspases. In order to be active, caspases need to dimerize. Based on their sequence similarity with MALT1, we hypothesized that dimerization might also be a mechanism of activation employed by MALT1. To address this assumption, we performed a bioinformatics modelling based on the crystal structures of several caspases. Our model suggested that the MALT1 caspase-like domain can indeed form dimers. This finding was later confirmed by several published crystal structures of MALT1. In the dimer interface of our model, we noticed the presence of charged amino acids that could potentially form salt bridges and thereby hold both monomers together. Mutation of one of these residues, E549, into alanine completely blocked the catalytic activity of MALT1. Additionally, we provided evidence for a role of E549 in promoting the MALTl-dependent growth of cells derived from diffuse large B cell lymphoma (DLBCL) of the aggressive B cell-like type (ABC). To our initial surprise, the E549A mutation showed only a partial defect in dimerization, indicating that additional residues are essential to form a stable dimer. The MALT1 crystal structures revealed a key function for E549 in stabilizing the catalytic site of the protease via its interaction with an arginine which is located next to the catalytic active cysteine. In an additional study, we discovered that MALT1 monoubiquitination is required for the catalytic activity of the protease. Interestingly, we found that the MALT1 dimer interface mutant E549A could not be monoubiquitinated. Based on these findings, we suggest that correct formation of the dimer interface is a prerequisite for monoubiquitination. In a second project, we discovered a novel target of the protease MALT1, the ribonuclease Regnase¬la It was described that the RNase activity of Regnase-1 negatively regulates immune responses. We could show that in ABC DLBCL cell lines, Regnase-1 is not only cleaved by MALT1 but also phosphorylated, at least in part, by the inhibitor of KB kinase (IKK). Both regulations appear to restrain the RNase function of Regnase-1 and thereby allow the production of pro-survival proteins. In conclusion, our studies further highlight and explain the importance of the catalytic activity of MALT1 for the activation of lymphocytes and provide additional knowledge for the development of specific drugs targeting the catalytic activity of MALT1 for immunomodulation and treatment of lymphomas.  SUMMARY IN FRENCH PhD Thesis Katrin Cabalzar 2 SUMMARY IN FRENCH Une infection persistante induit une réponse immunitaire adaptative par l'intermédiaire des lymphocytes T et B. Quand elles reconnaissent l'antigène, ces cellules sont activées et se multiplient très rapidement pour défendre efficacement l'hôte. L'activation des lymphocytes est transmise par un complexe composé de trois protéines, CARMA1, BCL10 et MALT1, qui régule la voie de signalisation NF-KB lorsque l'antigène est reconnu. L'expression ou l'activité anormalement élevée de l'une de ces trois protéines peut favoriser le développement de lymphomes, tandis que des défauts génétiques de cette voie de signalisation sont associés à l'immunodéficience. MALT1 a été identifiée comme étant une paracaspase qui partage des séquences homologues avec d'autres protéases à cystéine, comme les caspases et les métacaspases. Pour être actives, les caspases ont besoin de dimériser. Etant donné leur similarité de séquence avec MALT1, nous avons supposé que la dimérisation pouvait aussi être un mécanisme d'activation utilisé par MALT1. Pour vérifier cette hypothèse, nous avons conçu un modèle bioinformatique à partir des structures cristallographiques de plusieurs caspases. Et notre modèle a suggéré que le domaine catalytique de MALT1 était effectivement capable de former des dimères. Cette découverte a été confirmée plus tard par des publications qui montrent des structures cristallographiques dimériques de MALT1. Dans l'interface du dimère de notre modèle, nous avons remarqué la présence d'acides aminés chargés qui pouvaient former des liaisons ioniques et ainsi réunir les deux monomères. La mutation de l'un de ces résidus, E549, pour une alanine, a complètement inhibé l'activité catalytique de MALT1. De plus, nous avons mis en évidence un rôle d'E549 dans la croissance dépendante de MALT1, des cellules dérivées de lymphomes B diffus à grandes cellules (DLBCL) de sous-type cellules B actives (ABC). Dans un premier temps nous avons été surpris de constater que cette mutation révélait seulement un défaut partiel de dimérisation, ce qui indique que des acides aminés supplémentaires sont indispensables pour former un dimère stable. Les structures cristallographiques de MALT1 ont révélé un rôle primordial d'E549 dans la stabilisation du site catalytique de la protéase via son interaction avec une arginine qui se trouve à côté de la cystéine du site actif. Dans une autre étude, nous avons découvert que la monoubiquitination de MALT1 est requise pour l'activité catalytique de la protéase. A remarquer que nous avons trouvé que le mutant E549A de l'interface dimère de MALT1 n'a pas pu être monoubiquitiné. Sur la base de ces résultats, nous suggérons que la formation correcte de l'interface du dimère est une condition préalable pour la monoubiquitination. Dans un second projet, nous avons découvert une nouvelle cible de la protéase MALT1, la ribonucléase Regnase-1. Il a été décrit que l'activité RNase de Regnase-1 régulait négativement les réponses immunitaires. Nous avons pu montrer que dans les lignées cellulaires ABC DLBCL, la Regnase-1 n'était pas seulement clivée par MALT1 mais également phosphorylée, au moins en partie, par la kinase de l'inhibiteur de KB (IKK). Les deux régulations semblent supprimer la fonction RNase de Regnase-1 et permettre ainsi la stabilisation de certains ARN messagers et la production de protéines favorisant la survie. En conclusion, nos études mettent en évidence le rôle-clé de la dimérisation de MALT1 et expliquent l'importance de l'activité catalytique de MALT1 pour l'activation des lymphocytes. Ainsi, nos résultats apportent des connaissances supplémentaires pour le développement de médicaments spécifiques ciblant l'activité catalytique de MALT1, qui pourraient être utiles pour modifier les réponses immunitaires et traiter des lymphomes.

Localization and characterization of an active fault in an urbanized area in central Guatemala by means of geoelectrical imaging

The Polochic and Motagua faults define the active plate boundary between the North American and Caribbean plates in central Guatemala. A splay of the Polochic Fault traverses the rapidly growing city of San Miguel Uspantan that is periodically affected by destructive earthquakes. This fault splay was located using a 2D electrical resistivity tomography (ERT) survey that also characterized the fault damage zone and evaluated the thickness and nature of recent deposits upon which most of the city is built. ERT images show the fault as a similar to 50 m wide, near-vertical low-resistivity anomaly, bounded within a few meters by high resistivity anomalies. Forward modeling reproduces the key aspects of the observed electrical resistivity data with remarkable fidelity thus defining the overall location, geometry, and internal structure of the fault zone as well as the affected lithologies. Our results indicate that the city is constructed on a similar to 20 m thick surficial layer consisting of poorly consolidated, highly porous, water-logged pumice. This soft layer is likely to amplify seismic waves and to liquefy upon moderate to strong ground shaking. The electrical conductivity as well as the major element chemistry of the groundwater provides evidence to suggest that the local aquifer might, at least in part, be fed by water rising along the fault. Therefore, the potential threat posed by this fault splay may not be limited to its seismic activity per se, but could be compounded its potential propensity to enhance seismic site effects by injecting water into the soft surficial sediments. The results of this study provide the basis for a rigorous analysis of seismic hazard and sustainable development of San Miguel Uspantan and illustrate the potential of ERT surveying for paleoseismic studies.

Etude des effets du monoxyde d'azote (NO) sur le métabolisme des acides gras libres à partir d'un modèle de souris invalidée pour le gène de la NO synthase endothéliale

RESUME GENERAL Au cours de ces dernières années, le monoxyde d'azote (NO) produit par une famille d'enzymes, les NO synthases (NOS), est apparu comme un effecteur central dans la régulation du système cardiovasculaire et du métabolisme énergétique. Chez l'homme, un défaut de production du NO est associé à des maladies cardiovasculaires et métaboliques comme la résistance à l'insuline ou le diabète de type 2. Ces pathologies se retrouvent chez les souris invalidées pour la NO synthase endothéliale (eN0S-/-) qui présentent non seulement une hypertension mais également une résistance à l'insuline et une dyslipidémie (augmentation des triglycérides et des acides gras libres). Ces anomalies sont étroitement associées et impliquées dans le développement du diabète de type 2. Dans cette étude, nous avons essayé de déterminer à partir du modèle de souris eN0S-/-, l'influence de la eNOS et de son produit, le NO, sur la régulation du métabolisme lipidique intracellulaire. Ainsi, nous avons montré que cette enzyme et le NO régulent directement l'activité β-oxydative des mitochondries isolées du muscle squelettique, du muscle cardiaque et du tissu adipeux blanc. Par ailleurs, dans le muscle de ces souris, le contenu des mitochondries et l'expression des gènes impliqués dans leur biogénèse sont diminués, ce qui suggère que la eNOS et/ou le NO contrôlent également la synthèse de ces organelles. Les mitochondries, via la β-oxydation, sont impliquées dans la production d'énergie à partir des acides gras libres. Dans notre modèle animal, la diminution de la β-oxydation dans le muscle, s'accompagne d'une accumulation des triglycérides intramyocellulaires. Cette accumulation prédispose fortement au développement de la résistance à l'insuline. Les anomalies du métabolisme β-oxydatif favorisent donc probablement l'apparition de la dyslipidémie et le développement de la résistance à l'insuline observées chez les souris eN0S-/-. Cette hypothèse est soutenue par différentes études effectuées chez l'homme et l'animal qui suggèrent qu'une dysfonction mitochondriale peut être à l'origine de la résistance à l'insuline. Ces données récentes et les résultats de ce travail apportent un regard nouveau sur le rôle du NO dans le développement des maladies métaboliques que sont la résistance à l'insuline, le diabète de type 2 et l'obésité. Elles placent aux centres de ces mécanismes une organelle, la mitochondrie, située au carrefour des métabolismes glucidiques et lipidiques. SUMMARY Over the last years, nitric oxide (NO), synthesized by a family of enzymes, the NO synthases, has become a central regulator of the cardiovascular system and energy metabolism. In humans, defective NO production is found in cardiovascular and metabolic diseases such as insulin resistance or type 2 diabetes mellitus. These alterations are also found in knockout mice for the endothelial nitric oxide synthase (eN0S-/-), which are not only hypertensive but also display insulin resistance and dyslipidemia (with increased triglyceride and free fatty acid levels). These pathologic features are tightly linked and involved in the pathogenesis of type 2 DM. In this study, using eN0S-/- mice, we determined the role played by this enzyme and its product, NO, on intracellular lipid metabolism. We show that eNOS and NO directly regulate β-oxidation in mitochondria isolated from skeletal and cardiac muscle as well as white adipose tissue. Furthermore, in the skeletal muscle of these mice, the mitochondrial content and the expression of genes involved in mitochondrial biogenesis are decreased, suggesting that eNOS and/or NO also regulate the synthesis of this intracellular organelle. Mitochondria, through β-oxidation, play a role in energy production from free fatty acids. In our animal model, decreased β-oxidation in skeletal muscle is associated with accumulation of intramyocellular lipids. This increased lipid content plays an important role in the pathogenesis of insulin resistance. Defective β-oxidation, therefore, probably favours the development of insulin resistance and dyslipidemia as seen in these animals. This hypothesis is strengthened by studies in humans and animals indicating that mitochondrial dysfunction is associated with insulin resistance. These recent data and the results of this work provide evidence for a role of NO in the development of metabolic diseases such as insulin resistance or type diabetes mellitus. They put as a central player, an organelle, the mitochondria, which lies at the crossway of carbohydrate and lipid metabolism. RESUME DIDACTIQUE Le maintien des fonctions vitales et l'accomplissement d'une activité physique nécessitent, chez l'homme, un apport quotidien d'énergie. Cette énergie est présente, dans l'alimentation, principalement sous forme de graisses (lipides) ou de sucres. La production d'énergie s'effectue en majorité dans le muscle au niveau d'une organelle particulière, la mitochondrie. La régulation du métabolisme énergétique fait intervenir de nombreux facteurs de régulation dont l'un des plus connu est l'insuline. De nombreuses maladies comme le diabète de type 2, l'obésité ou le syndrome métabolique découlent de la dérégulation du métabolisme énergétique. Un mécanisme particulier, la résistance à l'insuline, qui se caractérise par un défaut d'action de l'insuline au niveau de ses tissus cibles (foie, muscle...) est souvent impliqué dans le développement de ces pathologies. L'étude de ces anomalies métaboliques nécessite l'utilisation de modèles, notamment animaux, qui ont la particularité de reproduire partiellement un état pathologique caractéristique de certaines maladies humaines. Dans ce travail, nous avons utilisé un modèle de souris dont la particularité est de ne pas exprimer une enzyme, la monoxyde d'azote (NO) synthase endothéliale (eNOS), responsable de la synthèse d'un gaz, le NO. Ces souris présentent une hypertension artérielle, des anomalies du métabolisme des lipides et une résistance à l'insuline. Or, de récents travaux effectués chez l'homme montrent que des individus insulino-résistants ou diabétiques de type 2 ont une diminution de la production de NO. Lors de nos investigations, nous avons démontré que la quantité et la capacité des mitochondries à utiliser les lipides comme substrat énergétique est diminuée dans les muscles des souris eN0S-/-. Par ailleurs, ces deux anomalies sont associées dans ce tissu à une accumulation des lipides. De façon très intéressante, ce phénomène est décrit dans de nombreuses études effectuées chez l'homme et l'animal comme favorisant le développement de la résistance à l'insuline. Les résultats de ce travail suggèrent donc que la eNOS et/ou le NO joue un rôle important dans l'activité et la synthèse des mitochondries. Le NO pourrait donc constituer une cible thérapeutique dans le traitement des maladies métaboliques.

PAX6 mutations in Egyptian families with aniridia

Methods Ten patients with aniridia from 3 families of Egyptian origin underwent full ophthalmologic, general and neurological examination, and blood drawing. Cerebral MRI was performed in the index case of each family. Genomic DNA was prepared from venous leukocytes and direct sequencing of all the exons and intron-exon junctions of the PAX6 gene was performed after PCR amplification. Results Common features observed in the three families included absence of iris tissue, corneal pannus with different degrees of severity and foveal hypoplasia with severely reduced visual acuity. In families 2 and 3, additional findings such as lens dislocation, lens opacities or polar cataract and glaucoma were observed. We identified two novel (c.170-174delTGGGC [p.L57fs17] and c.475delC [p.R159fs47]) and one known (c.718C>T) PAX6 mutations in the affected members of the 3 families. Systemic and neurological examination was normal in all ten affected patients. Cerebral MRI showed absence of the pineal gland in all three index patients. Severe hypoplasia of the brain anterior commissure was associated to the p.L57fs17mutation, absence of the posterior commissure to both p.R159fs47 and p.R240X, and optic chiasma atrophy and almost complete agenesis of the corpus callosum to p.R240X. Conclusions We identified two novel PAX6 mutations in families with severe aniridia from Northern Egypt, an ethnic group which is not well studied. In addition to common phenotype of aniridia and despite normal neurological examination, absence of the pineal gland was observed in all 3 index patients. The heterogeneity of brain anomalies related to PAX6 mutations is underexplored and is highlighted in this study.

Geochemical changes at the Permian-Triassic transition in Southern Alps and adjacent area: a review

Compilation of the recent literature from the Southern Alps and adjacent area confirms the geochemical variations of unusual amplitudes during the Permian-Triassic boundary interval (PTBI). A great attention has been given to the negative δ13C anomaly within the Tesero Member close to the Permian-Triassic boundary. Very detailed geochemical works have been done on the scientific Gartnerkofel core (Gk-1) and on the Slovenian sections. Major minor and rare earth elements (REE) data are reported and show a marked enrichment in alkaline metals and REE of some levels of the boundary interval. But recent studies show that the low Iridium anomalies and the Osmium and Helium isotopes anomalies lack the characteristics of a large extraterrestrial impact.

Insertion vélamenteuse du cordon et grossesse gémellaire

Problématique : L'insertion vélamenteuse du cordon ombilical est reportée dans environ 1% des grossesses uniques et semble associée à de sévères complications obstétricales. Mais l'étude de cette insertion reste encore lacunaire en ce qui concerne les grossesses gémellaires. Depuis quelques années, ces dernières sont en augmentation et doivent être considérées comme des grossesses à risque. En effet, les jumeaux occupent une place toujours plus importante dans les unités de néonatologie, du fait de la morbidité particulière de ces grossesses. Ces dernières peuvent de plus s'accompagner d'autres anomalies qui peuvent influencer la croissance des jumeaux déjà prétérités par rapport aux bébés uniques. Parmi celles-ci, l'insertion vélamenteuse du cordon. Existe-il une association entre grossesse gémellaire et insertion vélamenteuse ? Quelles seraient les conséquences de ce type d'insertion sur l'évolution de la grossesse ?¦Objectifs : Evaluer l'incidence de la survenue d'une insertion vélamenteuse du cordon ombilical dans les grossesses gémellaires par rapport aux grossesses uniques et la différence de cette incidence entre placentas monochoriaux et bichoriaux. Analyser les conséquences majeures qui peuvent lui être associées.¦Méthode : Analyse rétrospective de tous les placentas de grossesses gémellaires reçus pour examen à l'institut universitaire de pathologie anatomique (IUPA) de Lausanne entre janvier 2000 et septembre 2010, ainsi que du suivi périnatal des enfants issus de ces grossesses.¦Résultats : 722 placentas issus de grossesses gémellaires ont été reçus et analysés à l'IUPA. L'insertion vélamenteuse du cordon est rencontrée dans plus de 17% des grossesses gémellaires. Elle représente plus de 9% de toutes les insertions lors de ces grossesses. Elle est retrouvée dans 35% des cas lorsque le placenta est monochorial et dans 10% des cas lorsque le placenta est bichorial.¦Notre étude a démontré une influence significative de l'insertion vélamenteuse sur l'âge gestationnel, le poids du placenta, la croissance foetale (poids > taille > PC), la durée d'hospitalisation et la mortalité. La monochorialité est le seul facteur de risque à avoir été mis en évidence.¦Conclusion : Avec l'augmentation de l'âge maternel et le recours de plus en plus fréquent aux traitements de fertilité, le nombre de grossesses gémellaires devrait s'accroitre dans les années à venir et, avec elles, le nombre d'insertions vélamenteuses du cordon. Cependant, le diagnostic d'une telle insertion ne peut être que suspecté lors d'un examen ultrasonographique en cours de grossesse. Il est donc difficile de l'identifier avant la naissance et ainsi de prévoir ses conséquences. Mais en étant conscient des complications éventuelles que peut engendrer cette insertion, nous serions plus à même d'y faire face.

Congenital diaphragmatic hernia: evaluation of prenatal diagnosis in 20 European regions.

OBJECTIVE: To evaluate prenatal diagnosis of congenital diaphragmatic hernia by ultrasound in well-defined European populations. DESIGN: Data from 20 registries of congenital malformations in 12 European countries were included. The prenatal ultrasound screening programs in the countries ranged from no routine screening to three ultrasound investigations per patient being routinely performed. RESULTS: There were 187 cases with congenital diaphragmatic hernia, with an overall prenatal detection rate of 59% (110/187). There was considerable variation in prenatal detection rate between regions. There was a significant difference in the detection rate of isolated congenital diaphragmatic hernia (59/116, 51%) compared with congenital diaphragmatic hernia associated with multiple malformations, karyotype anomalies or syndromes (51/71, 72%) (P = 0.01). Termination of pregnancy was performed in 39 cases (21%) of which 14 cases were isolated congenital diaphragmatic hernia. Mean gestational age at discovery was 24.2 weeks (range, 11-38 weeks). CONCLUSIONS: The overall prenatal detection rate of congenital diaphragmatic hernia is high (59%) but varies significantly between European regions. The gestational age at discovery was greater than 24 weeks in half of the prenatally diagnosed cases.

Descriptive epidemiology of Cornelia de Lange syndrome in Europe.

Cornelia de Lange syndrome (CdLS) is a multiple congenital anomaly/mental retardation syndrome consisting of characteristic dysmorphic features, microcephaly, hypertrichosis, upper limb defects, growth retardation, developmental delay, and a variety of associated malformations. We present a population-based epidemiological study of the classical form of CdLS. The data were extracted from the database of European Surveillance of Congenital Anomalies (EUROCAT) database, a European network of birth defect registries which follow a standard methodology. Based on 23 years of epidemiologic monitoring (8,558,346 births in the 1980-2002 period), we found the prevalence of the classical form of CdLS to be 1.24/100,000 births or 1:81,000 births and estimated the overall CdLS prevalence at 1.6-2.2/100,000. Live born children accounted for 91.5% (97/106) of cases, fetal deaths 2.8% (3/106), and terminations of pregnancy following prenatal diagnosis 5.7% (6/106). The most frequent associated congenital malformations were limb defects (73.1%), congenital heart defects (45.6%), central nervous system malformations (40.2%), and cleft palate (21.7%). In the last 11 years, as much as 68% of cases with major malformations were not detected by routine prenatal US. Live born infants with CdLS have a high first week survival (91.4%). All patients were sporadic. Maternal and paternal age did not seem to be risk factors for CdLS. Almost 70% of patients, born after the 37th week of gestation, weighed <or=2,500 g. Low birth weight correlated with a more severe phenotype. Severe limb anomalies were significantly more often present in males.

Sudden cardiac death in athletes : the Lausanne recommendations

La mort subite d'origine cardiaque chez les sportifs : les Recommandations de Lausanne Résumé Objectifs : Cette étude collecte les données de la littérature scientifique concernant la mort subite d'origine cardiaque chez les sportifs et a pour but d'aboutir à un protocole d'investigation de préparticipation globalement acceptable, approuvé par la conférence de consensus du Comité International Olympique(CIO), et recommandé par ce dernier. Données cliniques : La mort subite chez les athlètes de moins de 35 ans, engagés dans des sports de compétition,. est un évènement bien connu, dont l'incidence est plus élevée (~2/100000/an) que chez les non-athlètes (2,5 :1). La cause est cardiovasculaire dans plus de 90% des cas. Méthodes : Une revue systématique de la littérature a mis en évidence les causes de mort subite d'origine cardiaque, le sexe, l'âge, les maladies cardiaques sous-jacentes et le type de sport, ainsi que les protocoles d'investigation de préparticipation utilisés. Les méthodes nécessaires pour détecter des anomalies cardiaques préexistantes sont discutées pour formuler un protocole d'investigation de préparticipation pour la commission médicale du CIO. (http://www.olympic.org/uk/organisation/commissions/medical/full_ story_ uk.asp?id=1182) Résultats: 1101 cas de mort subite d'origine cardiaque ont été rapportés (1966-2004) chez des athlètes de moins de 35 ans, 50% présentant des anomalies cardiaques congénitales et des cardiomyopathies et 10% une athérosclérose à début précoce. 40% des athlètes avaient moins de 18 ans, 33% moins de 16 ans ; le rapport femme/homme était de 1/9. La mort subite d'origine cardiaque était reportée dans presque tous les sports ; ceux impliqués le plus fréquemment étaient le football(30%), le basketball(25%), et la course à pied(15%). Les tests de préparticipation étaient de qualité et de contenu variables. La conférence de consensus du CIO a accepté les «Recommandations de Lausanne » proposées, basées sur cette recherche et des opinions d'experts. (http://multimedia.olympic.org/pdf/en_report_886.pdf) Conclusions : La mort subite d'origine cardiaque touche plus souvent qu'attendu les jeunes athlètes et est principalement due à des anomalies cardiaques congénitales préexistantes. Les atteintes athérosclérotiques précoces forment une autre cause importante de décès chez les jeunes adultes. L'acceptation par le CIO de «Recommandations de Lausanne » a permis d'aboutir à un protocole d'investigation de préparticipation globalement acceptable .

Evaluation of prenatal diagnosis of congenital heart diseases by ultrasound: experience from 20 European registries.

OBJECTIVES: To evaluate prenatal diagnosis of congenital heart diseases by ultrasound investigation in well-defined European populations. DESIGN: Data from 20 registries of congenital malformations in 12 European countries were included. The prenatal ultrasound screening programs in the countries ranged from no routine screening to three ultrasound investigations per patient routinely performed. RESULTS: There were 2454 cases with congenital heart disease with an overall prenatal detection rate of 25%. Termination of pregnancy was performed in 293 cases (12%). There was considerable variation in prenatal detection rate between regions, with the lowest detection rates being in countries without ultrasound screening (11%) and in Eastern European countries (Croatia, Lithuania and Ukraine; 8%). In Western European countries with ultrasound screening, detection rate ranged from 19-48%. There was a significant difference in prenatal detection rate and proportion of induced abortions between isolated congenital heart disease and congenital heart disease associated with chromosome anomalies, multiple malformations and syndromes (P < 0.0001). There were 1694 cases with isolated congenital heart disease of which 16% were diagnosed prenatally. Malformations affecting the size of the ventricles were detected prenatally in half of the cases. CONCLUSIONS: Prenatal detection rate of congenital heart disease varies significantly between countries even with the same screening recommendations. The presence of associated malformations significantly increases the prenatal detection rate.