Angiotensin II favors progression to heart failure in diabetic hearts: role of myocardial fatty acid oxidation downregulation

Purpose: Diabetic myocardium is particularly vulnerable to develop heart failure in response to chronic stress conditions including hypertension or myocardial infarction. We have recently observed that angiotensin II (Ang II)-mediated downregulation of the fatty acid oxidation pathway favors occurrence of heart failure by myocardial accumulation of lipids (lipotoxicity). Because diabetic heart is exposed to high levels of circulating fatty acid, we determined whether insulin resistance favors development of heart failure in mice with Ang II-mediated myocardial remodeling.Methods: To study the combined effect of diabetes and Ang II-induced heart remodeling, we generated leptin-deficient/insulin resistant (Lepob/ob) mice with cardiac targeted overexpression of angiotensinogen (TGAOGN). Left ventricular (LV) failure was indicated by pulmonary congestion (lung weight/tibial length>+2SD of wild-type mice). Myocardial metabolism and function were assessed during in vitro isolated working heart perfusion.Results: Forty-eight percent of TGAOGN mice without insulin resistance exhibited pulmonary congestion at the age of 6 months associated with increased myocardial BNP expression (+375% compared with WT) and reduced LV power (developed pressure x cardiac output; -15%). The proportion of mice presenting heart failure was markedly increased to 71% in TGAOGN mice with insulin resistance (TGAOGN/Lepob/ob). TGAOGN/Lepob/ob mice with heart failure exhibited further increase of BNP compared with failing non-diabetic TGAOGN mice (+146%) and further reduction of cardiac power (-59%). Mice with insulin resistance alone (Lepob/ob) did not exhibit signs of heart failure or LV dysfunction. Myocardial fatty acid oxidation measured during in vitro perfusion was markedly increased in non-failing hearts from Lepob/ob mice (+380% compared with WT) and glucose oxidation decreased (-72%). In contrast, fatty acid and glucose oxidation did not differ from Lepob/ob mice in hearts from TGAOGN/Lepob/ob mice without heart failure. However, both fatty acid and glucose oxidation were markedly decreased (-47% and -48%, respectively, compared with WT/Lepob/+) in failing hearts from TGAOGN/Lepob/ob mice. Reduction of fatty acid oxidation was associated with marked reduction of protein expression of a number of regulatory enzymes implied in fatty acid oxidation.Conclusions: Insulin resistance favors the progression to heart failure during chronic exposure of the myocardium to Ang II. Our results are compatible with a role of Ang II-mediated downregulation of fatty acid oxidation, potentially promoting lipotoxicity.

Multiple paternity and its consequences in the white campion " Silene latifolia "

Summary Several studies have demonstrated that the number of pollen donors siring seeds of individual fruits is frequently greater than one and, consequently, that plants have multiple mates. Multiple paternity can have important consequences at the population level. It influences the genetic variability of a population, the reproductive success of males and the fitness of females and future generations. It also influences male-male interactions for fertilization and it is fundamental in providing opportunity of female choice. I investigated the occurrence and the importance of multiple paternity within fruits in natural populations of the dioecious Silene latifolia using microsatellite DNA markers, especially developed for this study. I found that multiple paternity occurs in all populations investigated in the European range of the species, varying from one to nine sires per fruit with a mean of three, suggesting that multiple paternity is highly prevalent in natural populations. In the presence of multiple paternity I investigated if there was a female genotype influence on siring success of the males. I used the same pollen mixture from two males and applied it to three replicate females of different relatedness (two full sisters and one unrelated). I found female genotype influence in one of the two populations investigated, which might reflect different population history. Since these results suggested some degree of female choice, we investigated whether the occurrence of multiple paternity and post-pollination selection could provide opportunity for inbreeding avoidance. First, I measured inbreeding depression at different life-cycle stages for offspring obtained by single-donor crosses with brothers or unrelated males replicated on distinct flowers on the same female plant. To address inbreeding avoidance, I determined paternity in crosses using mixed pollen loads of the two males. I found significant inbreeding depression in the studied population, even under benign experimental conditions, and although the unrelated male did not sire significantly more offspring, there was an effect of genetic dissimilarity on paternity. This suggests that paternity is affected by relatedness among mates, but maybe additionally affected by other factors such as pollen competitive ability or male-female interactions. Using inbred and outbred crosses, I further investigated sex ratio bias inheritance in this species, and found that sex ratio bias of the parental generation was significantly correlated to pollen germination success of the F2 generation, which suggests that sex ratio bias in this species results from the specific X/Y combination and not only on Y performance. An effect of X and Y is consistent with sex chromosome meiotic drive. In conclusion, I found multiple paternity to be widespread in the study species and that females of similar genotype produce similar paternity shares. I found that inbreeding depression is substantial, therefore receiving pollen from several donors might lead to fewer inbred offspring, I also found an effect of genetic dissimilarity on paternity shares, which indicates that there is some ability to discriminate against related pollen, although this seems not to be the only determinant of paternity outcome. Finally I found sex ratio bias to be dependent on both X and Y chromosomes as predicted by sex chromosome meiotic drive. Résumé Plusieurs études ont démontré qu'il n'était pas rare que les graines contenues dans un même fruit soient issues de la fécondation par plusieurs pollens provenant de mâles différents, ce qui sous-entend que les plantes peuvent avoir plusieurs partenaires sexuels. La paternité multiple peut avoir d'importantes conséquences au niveau populationnel dans la mesure où elle peut influencer le degré de variabilité génétique de la population, le succès reproducteur des mâles, la fitness des femelles et des futures générations. La paternité multiple peut également avoir un impact sur les interactions mâle-mâle lors de la fertilisation et peut être considérée comme fondamentale vis-à-vis de la femelle, qui y trouve alors une opportunité de choisir son ou ses partenaires. Dans le cadre de ce travail de thèse j'ai cherché à déterminer si la paternité multiple était un phénomène observable et important dans les populations naturelles de l'espèce dioïque, Silene latifolia. Pour ce faire, j'ai utilisé des marqueurs microsatellites, spécialement développés pour cette étude. J'ai observé des phénomènes de paternité multiple dans toutes les populations de l'étude, réparties dans l'aire de distribution européenne de l'espèce. Le nombre de pères par fruit varie de un à neuf, avec un nombre moyen de trois, ce qui signifie que la paternité multiple est très répandue dans les populations naturelles. En raison de ces résultats, je me suis demandée si le génotype de la femelle influence le succès de paternité des mâles. J'ai alors réalisé des pollinisations manuelles sur la base d'un mélange de pollens issus de deux mâles, que j'ai appliqué sur trois femelles (réplicats) présentant différents degrés d'apparentement (deux soeurs. et une femelle étrangère). Il ressort de cette expérience que le génotype de la femelle peut influencer la paternité dans l'une des deux populations étudiées, ce qui pourrait refléter des différences en terme d'histoire des populations. Dans la mesure où ces résultats suggèrent un certain degré de choix chez la femelle, j'ai cherché à savoir si la paternité multiple et la sélection post-pollinisation pouvaient être des moyens d'éviter les croisements consanguins. Dans un premier temps, j'ai évalué la dépression de consanguinité à différentes étapes du cycle de vie chez des descendants issus de croisements à un seul donneur, celui-ci étant alternativement un frère ou un étranger, répliqués sur plusieurs fleurs d'une même plante femelle. Afin d'estimer l'évitement de croisements consanguins, j'ai effectué des croisements dont le pollen était un mélange des deux mâles (frère et étranger), puis j'ai déterminé la paternité dans les fruits obtenus. J'ai pu mettre en évidence un effet de dépression de consanguinité- significatif dans les populations étudiées, même dans des conditions expérimentales moins rudes qu'à l'extérieur. Bien que le mâle étranger n'ait pas engendré un nombre significativement plus important de graines, il y avait un effet de dissimilarité génétique sur la paternité. Ceci suggère que la paternité est affectée par le degré d'apparentement entre les partenaires, mais qu'elle peut aussi être affectée par d'autres facteurs tels que la compétitivité du pollen ou encore par les interactions mâles-femelles. L'utilisation de croisements consanguins et hybrides m'a également permis d'étudier l'héritabilité du biais de sex ratio chez cette espèce. Il s'est avéré que le biais de sex ratio de la génération parentale était significativement corrélé au succès de germination du pollen de la génération F2, ce qui signifie que, chez cette espèce, le biais de sex ratio résulte d'une combinaison spécifique de X/Y et non uniquement de la performance de Y. Un effet de X et Y est compatible avec l'hypothèse de distorsion de ségrégation méiotique des chromosomes sexuels. En conclusion, il ressort de mes résultats que la paternité multiple est un phénomène largement répandu chez S. latifolia et la paternité accomplie par un mâle est plus similaire entre soeurs qu'avec une femelle étrangère J'ai également mis en évidence que la dépression de consanguinité a un impact considérable; aussi, recevoir du pollen de plusieurs donneurs différents pourrait permettre à la femelle de produire moins de descendants consanguins. J'ai aussi trouvé un effet de la dissimilarité génétique sur le partage de paternité, ce qui indique que la discrimination contre le pollen d'apparentés est possible, bien que cela ne semble pas être le seul facteur déterminant dans le résultat de la paternité. Enfin, j'ai trouvé que le biais de sex ratio est dépendant des deux chromosomes X et Y, conformément à la théorie de distorsion de ségrégation méiotique des chromosomes sexuels.

Does Semantic Context Benefit Speech Understanding through "Top-Down" Processes? Evidence from Time-resolved Sparse fMRI.

When speech is degraded, word report is higher for semantically coherent sentences (e.g., her new skirt was made of denim) than for anomalous sentences (e.g., her good slope was done in carrot). Such increased intelligibility is often described as resulting from "top-down" processes, reflecting an assumption that higher-level (semantic) neural processes support lower-level (perceptual) mechanisms. We used time-resolved sparse fMRI to test for top-down neural mechanisms, measuring activity while participants heard coherent and anomalous sentences presented in speech envelope/spectrum noise at varying signal-to-noise ratios (SNR). The timing of BOLD responses to more intelligible speech provides evidence of hierarchical organization, with earlier responses in peri-auditory regions of the posterior superior temporal gyrus than in more distant temporal and frontal regions. Despite Sentence content × SNR interactions in the superior temporal gyrus, prefrontal regions respond after auditory/perceptual regions. Although we cannot rule out top-down effects, this pattern is more compatible with a purely feedforward or bottom-up account, in which the results of lower-level perceptual processing are passed to inferior frontal regions. Behavioral and neural evidence that sentence content influences perception of degraded speech does not necessarily imply "top-down" neural processes.

Metabolic origin of insulin resistance in obesity with and without type 2 (non-insulin-dependent) diabetes mellitus.

A metabolic hypothesis is presented for insulin resistance in obesity, in the presence or absence of Type 2 (non-insulin-dependent) diabetes mellitus. It is based on physiological mechanisms including a series of negative feed-back mechanisms, with the inhibition of the function of the glycogen cycle in skeletal muscle as a consequence of decreased glucose utilization resulting from increased lipid oxidation in the obese. It considers the inhibition of glycogen synthase activity together with inhibition of glucose storage and impaired glucose tolerance. The prolonged duration of increased lipid oxidation, considered as the initial cause, may lead to Type 2 diabetes. This hypothesis is compatible with others based on the inhibition of insulin receptor kinase and of glucose transporter activities.

Prognostic importance of hyponatremia in patients with acute pulmonary embolism

Rapport de synthèse Enjeux et contexte: L'hyponatrémie est un trouble électrolytique fréquent et associé à un pronostic défavorable dans de nombreuses affections card iovascu lai res (1-5), pour lesquelles il est un marqueur de l'activation neurohumorale (6). Sa valeur pronostique chez les patients se présentant avec une emboîie pulmonaire était jusque là inconnue ; elle fait l'objet de la présente étude.Objectifs: Examiner chez les patients hospitalisés pour une embolie pulmonaire, les associations entre hyponatrémie et mortalité ainsi qu'avec le taux de réhospitalisation. Méthodes: Nous avons étudié les données de 13728 patients avec un diagnostic principal d'embolie pulmonaire provenant de 185 hôpitaux en Pennsylvanie (janvier 2000 à novembre 2002.) Nous avons utilisé un modèle de régression logistique afin d'établir l'association indépendante entre le niveau de sodium lors de la présentation aux urgences et la mortalité ainsi que le taux de ^hospitalisation durant 30 jours. Nous avons ajusté pour les caractéristiques du patient (race, assurance, sévérité de la maladie, usage de la thrombolyse) et de l'hôpital (région, taille, avec ou sans médecins en formation.)Résultats principaux: Une hyponatrémie (sodium £ 135 mmol/l) était présente chez 2907 patients (21.1%). Les patients avec un sodium >135, 130-135, et <130 mmol/l avaient une mortalité cumulée à 30 jours de 8.0%, 13.6%, et 28.5% (P <0.001), et un taux de réadmission de 11.8%, 15.6%, et 19.3% (P <0.001), respectivement. Comparés aux patients avec un sodium >135 mmol/l, les odd ratios ajustés concernant la mortalité étaient significativement plus important pour les patients avec un sodium compris entre 130 et 135 mmol/l (OR 1.53, 95% Cl: 1.33-1.76) ou <130 mmol/l (OR 3.26, 95% Cl: 2.48-4.29). Les odd ratios ajustés concernant la réhospitalisation étaient également augmentés pour les patients présentant un sodium entre 130 et 135 mmol/l (OR 1.28, 95% Cl: 1.12-1.46) ou <130 mmol/l (OR 1.44, 95% Cl: 1.02-2.02). Conclusions et perspectives: L'hyponatrémie est fréquente chez les patients se présentant avec une embolie pulmonaire, de plus elle est un prédicateur indépendant de la mortalité à court terme, ainsi que du taux de réhospitalisation. La natrémie est une information généralement disponible lors de l'établissement d'un pronostic. Bien que cette association soit compatible avec une activation neurohumorale, nous ne pouvons pas attester des mécanismes impliqués, du fait que notre étude ne donne pas d'informations sur d'autres étapes de la physiologie de cette association.

Secondary choriocapillaritis in infectious chorioretinitis.

PURPOSE: To analyse the indocyanine green angiography (ICGA) patterns of hypofluorescence that are compatible with choriocapillaritis that occur secondarily to toxoplasmic retinochoroiditis (ToRC), ocular tuberculosis (including tuberculous choroiditis, TuCR and multifocal serpiginoid choroiditis, TMSC) and syphilitic chorioretinitis (SyCR). METHODS: This was a single centre, retrospective case review study. Patients with a diagnosis of ToRC, TuCR, TMSC or SyCR were identified, their charts were reviewed and fundus photographs, fluorescein angiography (FA) and ICGA pictures were assessed. RESULTS: Indocyanine green angiography was performed at the initial presentation in 63 of the 105 patients with ToRC, in 37 of the 38 patients with TuCR, in six of six patients with TMSC and in two of four patients with SyCR. The following four ICGA patterns indicated choriocapillaritis: extension of hypofluorescence beyond the hypofluorescence of the actual infectious focus as seen on fundus photography or FA (seen only in ToRC and TuCR); small dark dots around the infectious focus (seen only in ToRC); multiple 'confetti-like' hypofluorescent areas or hypofluorescent geographical confluent areas (seen only in TMSC); and widespread areas of nonperfusion visible only in ICGA (seen only in SyCR). CONCLUSIONS: Patients with secondary choriocapillaritis have distinct typical ICGA findings. ICGA is thus an important diagnostic tool that can provide an explanation for otherwise obscure visual loss and that might have diagnostic value for specific conditions like ToRC and SyCR.

Effects of different mating scenarios on embryo viability in brown trout.

Mating with attractive or dominant males is often predicted to offer indirect genetic benefits to females, but it is still largely unclear how important such non-random mating can be with regard to embryo viability. We sampled a natural population of adult migratory brown trout (Salmo trutta), bred them in vitro in a half-sib breeding design to separate genetic from maternal environmental effects, raised 2098 embryos singly until hatching, and exposed them experimentally to different levels of pathogen stress at a late embryonic stage. We found that the embryos' tolerance to the induced pathogen stress was linked to the major histocompatibility complex (MHC) of their parents, i.e. certain MHC genotypes appeared to provide better protection against infection than others. We also found significant additive genetic variance for stress tolerance. Melanin-based dark skin patterns revealed males with 'good genes', i.e. embryos fathered by dark coloured males had a high tolerance to infection. Mating with large and dominant males would, however, not improve embryo viability when compared to random mating. We used simulations to provide estimates of how mate choice based on MHC or melanin-based skin patterns would influence embryos' tolerance to the experimentally induced pathogen stress.

Reforms of the pre-graduate curriculum for medical students: the Bologna process and beyond.

For several years, all five medical faculties of Switzerland have embarked on a reform of their training curricula for two reasons: first, according to a new federal act issued in 2006 by the administration of the confederation, faculties needed to meet international standards in terms of content and pedagogic approaches; second, all Swiss universities and thus all medical faculties had to adapt the structure of their curriculum to the frame and principles which govern the Bologna process. This process is the result of the Bologna Declaration of June 1999 which proposes and requires a series of reforms to make European Higher Education more compatible and comparable, more competitive and more attractive for Europeans students. The present paper reviews some of the results achieved in the field, focusing on several issues such as the shortage of physicians and primary care practitioners, the importance of public health, community medicine and medical humanities, and the implementation of new training approaches including e-learning and simulation. In the future, faculties should work on several specific challenges such as: students' mobility, the improvement of students' autonomy and critical thinking as well as their generic and specific skills and finally a reflection on how to improve the attractiveness of the academic career, for physicians of both sexes.

Versatile gene-specific sequence tags for Arabidopsis functional genomics: transcript profiling and reverse genetics applications.

Microarray transcript profiling and RNA interference are two new technologies crucial for large-scale gene function studies in multicellular eukaryotes. Both rely on sequence-specific hybridization between complementary nucleic acid strands, inciting us to create a collection of gene-specific sequence tags (GSTs) representing at least 21,500 Arabidopsis genes and which are compatible with both approaches. The GSTs were carefully selected to ensure that each of them shared no significant similarity with any other region in the Arabidopsis genome. They were synthesized by PCR amplification from genomic DNA. Spotted microarrays fabricated from the GSTs show good dynamic range, specificity, and sensitivity in transcript profiling experiments. The GSTs have also been transferred to bacterial plasmid vectors via recombinational cloning protocols. These cloned GSTs constitute the ideal starting point for a variety of functional approaches, including reverse genetics. We have subcloned GSTs on a large scale into vectors designed for gene silencing in plant cells. We show that in planta expression of GST hairpin RNA results in the expected phenotypes in silenced Arabidopsis lines. These versatile GST resources provide novel and powerful tools for functional genomics.

Clinicopathologic correlates in the oldest-old: Commentary on "No disease in the brain of a 115-year-old woman".

den Dunnen et al. [den Dunnen, W.F.A., Brouwer, W.H., Bijlard, E., Kamphuis, J., van Linschoten, K., Eggens-Meijer, E., Holstege, G., 2008. No disease in the brain of a 115-year-old woman. Neurobiol. Aging] had the opportunity to follow up the cognitive functioning of one of the world's oldest woman during the last 3 years of her life. They performed two neuropsychological evaluations at age 112 and 115 that revealed a striking preservation of immediate recall abilities and orientation. In contrast, working memory, retrieval from semantic memory and mental arithmetic performances declined after age 112. Overall, only a one-point decrease of MMSE score occurred (from 27 to 26) reflecting the remarkable preservation of cognitive abilities. The neuropathological assessment showed few neurofibrillary tangles (NFT) in the hippocampal formation compatible with Braak staging II, absence of amyloid deposits and other types of neurodegenerative lesions as well as preservation of neuron numbers in locus coeruleus. This finding was related to a striking paucity of Alzheimer disease (AD)-related lesions in the hippocampal formation. The present report parallels the early descriptions of rare "supernormal" centenarians supporting the dissociation between brain aging and AD processes. In conjunction with recent stereological analyses in cases aged from 90 to 102 years, it also points to the marked resistance of the hippocampal formation to the degenerative process in this age group and possible dissociation between the occurrence of slight cognitive deficits and development of AD-related pathologic changes in neocortical areas. This work is discussed in the context of current efforts to identify the biological and genetic parameters of human longevity.

Psychoses a l'adolescence, les neurosciences ameliorent-elles la prediction? [Adolescent psychosis, can neuroscience improve prediction?]

Developments in the field of neuroscience have created a high level of interest in the subject of adolescent psychosis, particularly in relation to prediction and prevention. As the medical practice of adolescent psychosis and its treatment is characterised by a heterogeneity which is both symptomatic and evolutive, the somewhat poor prognosis of chronic development justifies the research performed: apparent indicators of schizophrenic disorders on the one hand and specific endophenotypes on the other are becoming increasingly important. The significant progresses made on the human genome show that the genetic predetermination in current psychiatric pathologies is complex and subject to moderating effects and there is therefore significant potential for nature-nurture interactions (between the environment and the genes). The road to be followed in researching the phenotypic expression of a psychosis gene is long and winding and is susceptible to many external influences at various levels with different effects. Neurobiological, neurophysiological, neuropsychological and neuroanatomical studies help to identify endophenotypes, which allow researchers to create identifying "markers" along this winding road. The endophenotypes could make it possible to redefine the nosological categories and enhance understanding of the physiopathology of schizophrenia. In a predictive approach, large-scale retrospective and prospective studies make it possible to identify risk factors, which are compatible with the neurodevelopmental hypothesis of schizophrenia. However, the predictive value of such markers or risk indicators is not yet sufficiently developed to offer a reliable early-detection method or possible schizophrenia prevention measures. Nonetheless, new developments show promise against the background of a possible future nosographic revolution, based on a paradigm shift. It is perhaps on the basis of homogeneous endophenotypes in particular that we will be able to understand what protects against, or indeed can trigger, psychosis irrespective of the clinical expression or attempts to isolate the common genetic and biological bases according to homogeneous clinical characteristics, which have to date, proved unsuccessful

"Etude rétrospective des cas de vasculite cutanée identifiés au laboratoire de dermopathologie du CHUV de 2006 à 2010"

CONTEXTE Les vasculites représentent un groupe de maladies inflammatoires touchant tous les vaisseaux, des grosses artères aux artères de plus petit calibre, en passant par les capillaires et les veines, de toutes tailles également. La taille des vaisseaux atteints est d'une importance cruciale pour le diagnostic puisque la classification actuelle en dépend. Sur le plan histopathologique, la vasculite est une réaction inflammatoire qui atteint la paroi de vaisseaux, et qui va entraîner alors une ischémie, puis une nécrose du vaisseau lui-­‐ même voire des structures environnantes ; les caractéristiques microscopiques de ces lésions permettent souvent d'aider à préciser le groupe auquel appartient la vasculite. Cependant, il n'est pas toujours facile ni possible d'obtenir un échantillon de tissu, une biopsie, selon l'endroit concerné (cerveau, régions profondes et difficilement accessibles...). OBJECTIFS Dans les atteintes de type « vasculite », la peau est fréquemment un organe cible. Le grand avantage est son accès direct et aisé, notamment dans le but de pratiquer un examen histopathologique par le biais d'une biopsie, qui peut se pratiquer de manière superficielle ou profonde, révélant alors des vaisseaux de différents calibres. Face à un tableau clinique parfois complexe et menaçant, il est important de pouvoir orienter le diagnostic rapidement. L'objectif de ce travail est donc de déterminer quelles sont l'utilité et l'apport de la biopsie cutanée dans le diagnostic des vasculites, et autrement dit de déterminer s'il vaut la peine de pratiquer ce genre d'examen, ou s'il vaut mieux privilégier d'autres approches plus rentables sur ce plan-­‐là. METHODES Grâce à l'aide des dermatologues et à la base de données du Service de dermatopathologie du CHUV, nous nous proposons de faire une étude rétrospective et systématique, sur les 5 années passées, de toutes les biopsies cutanées compatibles avec le diagnostic de vasculite. RESULTATS ESCOMPTES Ils sont de deux ordres : déterminer d'une part si le résultat de la biopsie était compatible avec le diagnostic clinique retenu chez les patients ayant subi ce type d'examen. Cela nous permettra alors d'établir des recommandations pour la réalisation éventuelle d'une biopsie cutanée dans ce type de situation. Il sera en effet capital de savoir si ce geste est utile et, le cas échéant, s'il faut demander une biopsie profonde ou si une biopsie superficielle est suffisante. Ce travail nous permettra d'autre part de revoir les caractéristiques cutanées -­‐ sur le plan histopathologique -­‐ des vasculites, et de déterminer aussi leur fréquence. Dans l'idéal, ce travail devrait permettre de faire la revue et la mise à jour des connaissances dans le domaine des vasculites cutanées, utiles aux praticiens notamment.

Dibenzofuran degradation by Sphingomonas wittichii RW1 under environmental stresses

Sphingomonas wittichii is a gram-negative Alpha-proteobacterium, capable of degrading xenobiotic compounds such as dibenzofuran (DBF), dibenzo-p-dioxin, carbazole, 2-hydroxybiphenyl or nitro diphenyl ether herbicides. The metabolism of strain RW1 has been the subject of previous studies and a number of genes involved in DBF degradation have been characterized. It is known that RW1 posseses a unique initial DBF dioxygenase (encoded by the dxnAl gene) that catalyzes the first step in the degradation pathway. None of the organisms known to be able to degrade DBF have a similar dioxygenase, the closest match being the DBF dioxygenase from Rhodococcus sp. with an overall amino acid similarity of 45%. Genes participating in the conversion of the metabolite salicylate via the ortho-cleavage pathway to TCA cycle intermediates were identified as well. Apart from this scarce information, however, there is a lack of global knowledge on the genes that are involved in DBF degradation by strain RW1 and the influence of environmental stresses on DBF-dependent global gene expression. A global analysis is necessary, because it may help to better understand the behaviour of the strain under field conditions and suggest improvements for the current bioaugmentation practice. Chapter 2 describes the results of whole-genome analysis to characterize the genes involved in DBF degradation by RW1. Micro-array analysis allowed us to detect differences in gene transcription when strain RW1 was exposed to DBF. This was complemented by ultra-high throughput sequencing of mutants no longer capable of growing on salicylate and DBF. Some of the genes of the ortho-cleavage pathway were induced 2 to 4 times in the presence of DBF, as well as the initial DBF dioxygenase. However two gene clusters, named 4925 and 5102 were induced up to 19 times in response to DBF induction. The cluster 4925 is putatively participating in a meta-cleavage pathway while the cluster 5102 might be part of a gentisate pathway. The three pathways, ortho-cleavage, meta-cleavage and gentisate pathway seem to be active in parallel when strain RW1 is exposed to DBF, presenting evidence for a redundancy of genes for DBF degradation in the genome of RW1. Chapter 3 focuses on exploiting genetic tools to construct bioreporters representative for DBF degradation in RW1. A set of basic tools for genetic manipulation in Sphingomonas wittichii RW1 was tested and optimized. Both plasmids and mini-transposons were evaluated for their ability to be maintained in RW1 with or without antibiotic selection pressure, and for their ability to lead to fluorescent protein expression in strain RW1 from a constitutive promoter. Putative promoter regions of three of the previously found DBF-induced genes (Swit_4925, Swit_5102 and Swit_4897-dxnAl) were then used to construct eg/^-bioreporters in RW1. Chapter 4 describes the use of the constructed RW1-based bioreporter strains for examining the expression of the DBF degradation pathway genes under microcosm conditions. The bioreporter strains were first exposed to different carbon sources in liquid culture to calibrate the egfp induction. Contrary to our expectations from micro-array analysis only the construct with the promoter from gene cluster 4925 responded to DBF, whereas the other two constructs did not show specific induction with DBF. The response from the bioreporters was subsequently tested for sensitivity to water stress, given that this could have an important impact in soils. Exposure to liquid cultures with decreasing water potential, achieved by NaCl or PEG addition to the growth media, showed that eGFP expression in RW1 from the promoter regions 4925 and 5102 was not directly influenced by water stress, but only through an overall reduction in growth rate. In contrast, expression of eGFP from the dxnAl or an uspA promoter was also directly dependent on the extent of water stress. The RW1 with the 4925 construct was subsequently used in soil microcosms to evaluate DBF bioavailability to the cells in presence or absence of native microbiota or other contaminated material. We found that RW1 could grow on DBF added to soil, but bioreporter expression suggested that competition with native microbiota for DBF intermediates may limit its ability to proliferate to a maximum. Chapter 5 describes the results from the experiments carried out to more specifically detect genes of RW1 that might be implicated in water stress resistance. Hereto we created transposon mutagenesis libraries in RW1, either with a classical mini-Tn5 or with a variant that would express egfp when the transposon would insert in a gene induced under water stress. Classical mutant libraries were screened by replica plating under high and low water stress conditions (achieved by adding NaCl to the agar medium). In addition, we screened for smaller microcolonies formed by mutants in agarose beads that could be analized with flow cytometry. A number of mutants impaired to grow on NaCl-supplemented media were recovered and the transposon insertion sites sequenced. In a second procedure we screened by flow cytometry for mutants with a higher eGFP production after exposure to growth medium with higher NaCl concentrations. Mutants from both libraries rarely overlapped. Discovered gene functions of the transposon insertions pointed to compatible solute synthesis (glutamate and proline), cell membrane synthesis and modification of cell membrane composition. The results obtained in the present study give us a more complete picture of the mechanisms of DBF degradation by S. wittichii RW1, how it reacts to different DBF availability and how the DBF catabolic activity may be affected by the conditions found in contaminated environments. - Sphingomonas wittichii est une alpha-protéobactérie gram-négative, capable de dégrader des composés xénobiotiques tels que le dibenzofurane (DBF), la dibenzo-p-dioxine, le carbazole, le 2-hydroxybiphényle ou les herbicides dérivés du nitro-diphényléther. Le métabolisme de la souche RW1 a fait l'objet d'études antérieures et un certain nombre de gènes impliqués dans la dégradation du DBF ont été caractérisés. Il est connu que RW1 possède une unique dioxygénase DBF initiale (codée par le gène dxnAl) qui catalyse la première étape de la voie de dégradation. Aucun des organismes connus pour être capables de dégrader le DBF n'a de dioxygénase similaire. L'enzyme la plus proche étant la DBF dioxygénase de Rhodococcus sp. avec 45% d'acides aminés conservés. Les gènes qui participent à la transformation du salicylate en métabolites intermédiaires du cycle de Krebs par la voie ort/io-cleavage ont aussi été identifiés. Outre ces informations lacunaires, il y a un manque de connaissances sur l'ensemble des gènes impliqués dans la dégradation du DBF par la souche RW1 ainsi que l'effet des stress environnementaux sur l'expression génétique globale, en présence du DBF. Une analyse globale est nécessaire, car elle peut aider à mieux comprendre le comportement de la souche dans les conditions de terrain et de proposer des améliorations pour l'utilisation de la bio-augmentation comme technique de bio-remédiation. Le chapitre 2 décrit les résultats de l'analyse du génome pour caractériser les gènes impliqués dans la dégradation du DBF par RW1. Une analyse de micro-arrays nous a permis de détecter des différences dans la transcription des gènes lorsque la souche RW1 a été exposée au DBF. L'analyse a été complétée par le criblage à ultra-haut débit de mutants qui n'étaient plus capables de croître avec le salicylate ou le DBF comme seule source de carbone. Certains des gènes de la voie ortho-cleavage, dont la DBF dioxygénase initiale, ont xî été induits 2 à 4 fois, en présence du DBF. Cependant, deux groupes de gènes, nommés 4925 et 5102 ont été induits jusqu'à 19 fois en réponse au DBF. Le cluster 4925 participe probablement dans une voie de meta-cleavage tandis que le cluster 5102 pourrait faire partie d'une voie du gentisate. Les trois voies, ortho-cleavage, meta-cleavage et la voie du gentisate semblent être activées en parallèle lorsque la souche RW1 est exposée au DBF, ce qui représente une redondance de voies pour la dégradation du DBF dans le génome de RW1. Le chapitre 3 se concentre sur l'exploitation des outils génétiques pour la construction de biorapporteurs de la dégradation du DBF par RW1. Un ensemble d'outils de base pour la manipulation génétique dans Sphingomonas wittichii RW1 a été testé et optimisé. Deux plasmides et mini-transposons ont été évalués pour leur capacité à être maintenu dans RW1 avec ou sans pression de sélection par des antibiotiques, et pour leur capacité à exprimer la protéine fluorescente verte (eGFP) dans la souche RW1. Les trois promoteurs des gènes Swit_4925, Swit_5102 et Swit_4897 (dxnAl), induits en réponse au DBF, ont ensuite été utilisés pour construire des biorapporteurs dans RW1. Le chapitre 4 décrit l'utilisation des souches biorapportrices construites pour l'analyse de l'expression des gènes de la voie de dégradation du DBF dans des microcosmes avec différents types de sols. Les souches biorapportrices ont d'abord été exposées à différentes sources de carbone en cultures liquides afin de calibrer l'induction de la eGFP. La construction avec le promoteur du gène 4925 a permis une réponse au DBF. Mais contrairement à nos attentes, basées sur les résultats de l'analyse des micro-arrays, les deux autres constructions n'ont pas montré d'induction spécifique au DBF. La réponse des biorapporteurs a ensuite été testée pour la sensibilité au stress hydrique, étant donné que cela pourrait avoir un impact important dans les microcosmes. La diminution du potentiel hydrique en culture liquide est obtenue par addition de NaCl ou de PEG au milieu de croissance. Nous avons montré que l'expression de la eGFP contrôlée par les promoteurs 4925 et 5102 n'était pas directement influencée par le stress hydrique, mais seulement par une réduction globale des taux de croissance. En revanche, l'expression de la eGFP dépendante des promoteurs dxnAl et uspA était aussi directement dépendante de l'ampleur du stress hydrique. La souche avec la construction 4925 a été utilisée par la suite dans des microcosmes avec différents types de sols pour évaluer la biodisponibilité du DBF en présence ou absence des microbes indigènes et d'autres composés contaminants. Nous avons constaté que RW1 pouvait se développer si le DBF a été ajouté au sol, mais l'expression de la eGFP par le biorapporteur suggère que la compétition avec la microbiota indigène pour les métabolites intermédiaires du DBF peut limiter sa capacité à proliférer de manière optimale. Le chapitre 5 décrit les résultats des expériences réalisées afin de détecter spécifiquement les gènes de RW1 qui pourraient être impliquées dans la résistance au stress hydrique. Ici on a crée des bibliothèques de mutants de RW1 par transposon, soit avec un mini-Tn5 classique ou avec une variante qui exprime la eGFP lorsque le transposon s'insère dans un gène induit par le stress hydrique. Les bibliothèques de mutants ont été criblées par la méthode classique de repiquage sur boîtes, dans des conditions de stress hydrique élevé (obtenu par l'addition de NaCl dans les boîtes). En outre, nous avons criblé des micro¬colonies dans des billes d'agarose qui ont pu être analysées par cytométrie de flux. Un certain nombre de mutants déficients à croître sur des milieux supplémentés avec du NaCl ont été isolés et les sites d'insertion du transposon séquencés. Dans une deuxième procédure nous avons criblé par cytométrie de flux des mutants avec une production de eGFP supérieure, après exposition à un milieu de croissance avec une concentration élevée de NaCl. Les mutants obtenus dans les deux bibliothèques n'étaient pas similaires. Les fonctions des gènes où se trouvent les insertions de transposons sont impliqués dans la synthèse de solutés compatibles (glutamate et de la proline), dans la synthèse de la membrane cellulaire et dans la modification de la composition de la membrane cellulaire. Les résultats obtenus dans la présente étude nous donnent une image plus complète des mécanismes de dégradation du DBF par S. wittichii RW1, comment cette souche réagit à la disponibilité du DBF et comment l'activité catabolique peut être affectée par les conditions rencontrées dans des environnements contaminés.

Ecologie et liberté : libéralisme versus républicanisme

La question centrale de ce travail est celle de la relation entre finitude environnementale et liberté individuelle. Par finitude environnementale il faut entendre l'ensemble des contraintes écologiques variées qui posent des limites à l'action humaine. Celles-ci sont de deux types généraux : les limites de disponibilité des ressources naturelles et: les limites de charge des écosystèmes et des grands cycles biogéochimiques globaux (chapitre 1). La thèse défendue ici est que les conceptions libertariennes et libérales de la liberté sont en conflit avec la nécessité de prendre en compte de telles limites et qu'une approche néo-républicaine est mieux à même de répondre à ces enjeux écologiques. Les théories libertariennes, de droite comme de gauche, sont inadaptées à la prise en compte de la finitude des ressources naturelles car elles maintiennent un droit à l'appropriation illimitée de ces dernières par les individus. Ce point est en contradiction avec le caractère systémique de la rareté et avec l'absence de substitut pour certaines ressources indispensables à la poursuite d'une vie décente (chapitres 2 et 3). La théorie libérale de la neutralité, appuyée par le principe du tort (harm principle), est quant à elle inadaptée à la prise en compte des problèmes environnementaux globaux comme le changement climatique. Les mécanismes causaux menant à la création de dommages environnementaux sont en effet indirects et diffus, ce qui empêche l'assignation de responsabilités au niveau individuel. La justification de politiques environnementales contraignantes s'en trouve donc mise en péril (chapitre 4). Ces difficultés proviennent avant tout de deux traits caractéristiques de ces doctrines : leur ontologie sociale atomiste et leur conception de la liberté comme liberté de choix. Le néo-républicanisme de Philip Pettit permet de répondre à ces deux problèmes grâce à son ontologie holiste et à sa conception de la liberté comme non- domination. Cette théorie permet donc à la fois de proposer une conception de la liberté compatible avec la finitude environnementale et de justifier des politiques environnementales exigeantes, sans que le sacrifice en termes de liberté n'apparaisse trop important (chapitre 5). - The centrai issue of this work is that of the relationship between environmental finiteness and individual liberty. By environmental finiteness one should understand the set of diverse ecological constraints that limit human action. These limits are of two general kinds: on the one hand the availability of natural resources, and on the other hand the carrying capacity of ecosystems and biogeochemical cycles (chapter 1}. The thesis defended here is that libertarian and liberal conceptions of liberty conflict with the necessity to take such limits into account, and that a neo-republican approach is best suited to address environmental issues. Libertarian theories, right-wing as well as left-wing, are in particular not able to take resource scarcity into account because they argue for an unlimited right of individuals to appropriate those resources. This point is in contradiction with the systemic nature of scarcity and with the absence of substitutes for some essential resources (chapters 2 and 3). The liberal doctrine of neutrality, as associated with the harm principle, is unsuitable when addressing global environmental issues like climate change. Causal mechanisms leading to environmental harm are indirect and diffuse, which prevents the assignation of individual responsibilities. This makes the justification of coercive environmental policies difficult (chapter 4). These difficulties stem above all from two characteristic features of libertarian and liberal doctrines: their atomistic social ontology and their conception of freedom as liberty of choice. Philip Pettit's neo- republicanism on the other hand is able to address these problems thanks to its holist social ontology and its conception of liberty as non-domination. This doctrine offers a conception of liberty compatible with environmental limits and theoretical resources able to justify demanding environmental policies without sacrificing too much in terms of liberty (chapter 5).

Quantitative real-time polymerase chain reaction for detection of adenovirus after T cell-replete hematopoietic cell transplantation: viral load as a marker for invasive disease.

BACKGROUND: The value of adenovirus plasma DNA detection as an indicator for adenovirus disease is unknown in the context of T cell-replete hematopoietic cell transplantation, of which adenovirus disease is an uncommon but serious complication. METHODS: Three groups of 62 T cell-replete hematopoietic cell transplant recipients were selected and tested for adenovirus in plasma by polymerase chain reaction. RESULTS: Adenovirus was detected in 21 (87.5%) of 24 patients with proven adenovirus disease (group 1), in 4 (21%) of 19 patients who shed adenovirus (group 2), and in 1 (10.5%) of 19 uninfected control patients. The maximum viral load was significantly higher in group 1 (median maximum viral load, 6.3x10(6) copies/mL; range, 0 to 1.0x10(9) copies/mL) than in group 2 (median maximum viral load, 0 copies/mL; range, 0 to 1.7x10(8) copies/mL; P<.001) and in group 3 (median maximum viral load, 0 copies/mL; range 0-40 copies/mL; P<.001). All patients in group 2 who developed adenoviremia had symptoms compatible with adenovirus disease (i.e., possible disease). A minimal plasma viral load of 10(3) copies/mL was detected in all patients with proven or possible disease. Adenoviremia was detectable at a median of 19.5 days (range, 8-48 days) and 24 days (range, 9-41 days) before death for patients with proven and possible adenovirus disease, respectively. CONCLUSION: Sustained or high-level adenoviremia appears to be a specific and sensitive indicator of adenovirus disease after T cell-replete hematopoietic cell transplantation. In the context of low prevalence of adenovirus disease, the use of polymerase chain reaction of plasma specimens to detect virus might be a valuable tool to identify and treat patients at risk for viral invasive disease.