A phase I pharmacokinetic study of hypoxic abdominal stop-flow perfusion with gemcitabine in patients with advanced pancreatic cancer and refractory malignant ascites

PURPOSE: As no curative treatment for advanced pancreatic and biliary cancer with malignant ascites exists, new modalities possibly improving the response to available chemotherapies must be explored. This phase I study assesses the feasibility, tolerability and pharmacokinetics of a regional treatment of gemcitabine administered in escalating doses by the stop-flow approach to patients with advanced abdominal malignancies (adenocarcinoma of the pancreas, n = 8, and cholangiocarcinoma of the liver, n = 1). EXPERIMENTAL DESIGN: Gemcitabine at 500, 750 and 1,125 mg/m(2) was administered to three patients at each dose level by loco-regional chemotherapy, using hypoxic abdominal stop-flow perfusion. This was achieved by an aorto-caval occlusion by balloon catheters connected to an extracorporeal circuit. Gemcitabine and its main metabolite 2',2'-difluorodeoxyuridine (dFdU) concentrations were measured by high performance liquid chromatography with UV detection in the extracorporeal circuit during the 20 min of stop-flow perfusion, and in peripheral plasma for 420 min. Blood gases were monitored during the stop-flow perfusion and hypoxia was considered stringent if two of the following endpoints were met: pH </= 7.2, pO(2) nadir ratio </=0.70 or pCO(2) peak ratio >/=1.35. The tolerability of this procedure was also assessed. RESULTS: Stringent hypoxia was achieved in four patients. Very high levels of gemcitabine were rapidly reached in the extracorporeal circuit during the 20 min of stop-flow perfusion, with C (max) levels in the abdominal circuit of 246 (+/-37%), 2,039 (+/-77%) and 4,780 (+/-7.3%) mug/ml for the three dose levels 500, 750 and 1,125 mg/m(2), respectively. These C (max) were between 13 (+/-51%) and 290 (+/-12%) times higher than those measured in the peripheral plasma. Similarly, the abdominal exposure to gemcitabine, calculated as AUC(t0-20), was between 5.5 (+/-43%) and 200 (+/-66%)-fold higher than the systemic exposure. Loco-regional exposure to gemcitabine was statistically higher in presence of stringent hypoxia (P < 0.01 for C (max) and AUC(t0-20), both normalised to the gemcitabine dose). Toxicities were acceptable considering the complexity of the procedure and were mostly hepatic; it was not possible to differentiate the respective contributions of systemic and regional exposures. A significant correlation (P < 0.05) was found between systemic C (max) of gemcitabine and the nadir of both leucocytes and neutrophils. CONCLUSIONS: Regional exposure to gemcitabine-the current standard drug for advanced adenocarcinoma of the pancreas-can be markedly enhanced using an optimised hypoxic stop-flow perfusion technique, with acceptable toxicities up to a dose of 1,125 mg/m(2). However, the activity of gemcitabine under hypoxic conditions is not as firmly established as that of other drugs such as mitomycin C, melphalan or tirapazamine. Further studies of this investigational modality, but with bioreductive drugs, are therefore warranted first to evaluate the tolerance in a phase I study and later on to assess whether it does improve the response to chemotherapy.

Expression of cysteine proteinase type I and II of Leishmania infantum and their recognition by sera during canine and human visceral leishmaniasis.

In this study, the mature domains of type I (CPB) and type II (CPA) cysteine proteinases (CPs) of Leishmania infantum were expressed and their immunogenic properties defined using sera from active and recovered cases of human visceral leishmaniasis and sera from infected dogs. Immunoblotting and ELISA analysis indicated that a freeze/thaw extract of parasite antigens showed similar and intensive recognition in both active cases of human and dog sera but lower recognition in recovered human individuals. The total IgG of actively infected human sera was higher than in recovered cases when rCPs were used as antigen. In contrast to dog sera, both active and recovered human cases have higher recognition toward rCPB than rCPA. Furthermore, the asymptomatic dogs in contrast to the symptomatic cases exhibited specific lymphocyte proliferation to both crude antigens and rCPs.

Pluralité des corps. 1. Les corps de La medicine [Multifaceted body. I. The bodies of medicine].

Le corps humain est l'objet privilégié d'action de la médecine, mais aussi réalité vécue, image, symbole, représentation et l'objet d'interprétation et de théorisation. Tous ces éléments constitutifs du corps influencent la façon dont la médecine le traite. Dans cette série de trois articles, nous abordons le corps sous différentes perspectives : médicale (1), phénoménologique (2), psychosomatique et socio-anthropologique (3). Ce premier article traite des représentations du corps en médecine, dont nous décrivons quatre types distincts, qui renvoient à autant de démarches scientifiques spécifiques et de formes de légitimité clinique : le corps-objet de l'anatomie, le corps-machine de la physiologie, le corps cybernétique de la biologie et le corps statistique de l'épidémiologie. The human body is the object upon which medicine is acting, but also lived reality, image, symbol, representation and the object of elaboration and theory. All these elements which constitute the body influence the way medicine is treating it. In this series of three articles, we address the human body from various perspectives: medical (1), phenomenological (2), psychosomatic and socio-anthropological (3). This first article discusses four distinct types of representation of the body within medicine, each related to a specific epistemology and shaping a distinct kind of clinical legitimacy: the body-object of anatomy, the body-machine of physiology, the cybernetic body of biology, the statistical body of epidemiology.

Environmental and biological controls on the geochemistry (δ18O, δ13C, Mg/Ca, and Sr/Ca) of living ostracods from Lake Geneva

ABSTRACT : Ostracods are benthic microcrustaceans enclosed in low-Mg calcite bivalves. Stable isotope compositions, Mg/Ca, and Sr/Ca ratios of ostracod fossil valves have proven useful to reconstruct past environmental conditions. Yet, several discrepancies persist and the influence of many factors remains unclear. It is the aim of this study to improve the use of ostracod valve geochemistry as palaeoenvironmental proxies by examining the extent of isotope fractionation and trace element partitioning during valve calcification. To achieve this, the environmental parameters (pH, temperature) and chemical composition of water (C-and O-isotope composition and calcium, magnesium, and strontium content) were measured at sites where living ostracods were sampled. The sampling was on a monthly basis over the course of one year at five different water depths (2, 5, 13, 33, and 70 m) in Lake Geneva, Switzerland. The one-year sampling enabled collection of environmental data for bottom and interstitial pore water. In littoral to sublittoral zones, C-isotope composition of DIC and the Mg/Ca and Sr/Ca ratios of water are found to vary concomitantly with water temperature. This is due to the precipitation of calcite, which is induced by higher photosynthetic activity as temperature and/or solar radiation intensify in summer. In deeper zones, environmental parameters remain largely constant throughout the year. Variations of pH, DIC concentrations and C-isotope compositions in interstitial water result from aerobic as well as anaerobic respiration, calcite dissolution and methanogenesis. Bathymetric distribution, life cycles, and habitats were derived for 15 ostracod species and are predominantly related to water temperature and sediment texture. O-isotope compositions of ostracod valves in Lake Geneva reflect that of water and temperature. However, offsets of up to 3 permil are observed in comparison with proposed inorganic calcite precipitation equilibrium composition. Deprotonation of HCO3- and/or salt effect at crystallisation sites may explain the disequilibrium observed for O-isotopic compositions. C-isotope compositions of ostracod valves are not as well constrained and appear to be controlled by a complex interaction between habitat preferences and seasonal as well as spatial variations of the DIC isotope composition. For infaunal forms, C-isotope compositions reflect mainly the variation of DIC isotope composition in interstitial pore waters. For epifaunal forms, C-isotope compositions reflect the seasonal variation of DIC isotope compositions. C-isotope compositions of ostracod valves is at equilibrium with DIC except for a small number of species (L. inopinata, L. sanctipatricii and possibly C. ophtalmica, and I. beauchampi). Trace element uptake differs considerably from species to species. For most epifaunal forms, trace element content follows the seasonal cycle, recording temperature increases and/or variations of Mg/Ca and Sr/Ca ratios of water. In contrast, infaunal forms are predominantly related to sediment pore water chemistry. RÉSUMÉ EN FRANÇAIS : Les ostracodes sont de petits crustacés benthiques qui possèdent une coquille faite de calcite à faible teneur en magnésium. La composition isotopique et les rapports Mg/Ca et Sr/Ca d'ostracodes fossiles ont été utilisés maintes fois avec succès pour effectuer des reconstructions paléoenvironnementales. Néanmoins, certains désaccords persistent sur l'interprétation de ces données. De plus, l'influence de certains facteurs pouvant biaiser le signal reste encore inconnue. Ainsi, le but de cette étude est de rendre plus performant l'emploi de la composition géochimique des ostracodes comme indicateur paléoenvironnemental. Pour réaliser cela, cinq sites situés dans le Léman à 2, 5, 13, 33 et 70 m de profondeur ont été choisis pour effectuer les échantillonnages. Chaque site a été visité une fois par mois durant une année. Les différents paramètres environnementaux (pH, température) ainsi que la composition géochimique de l'eau (composition isotopique de l'oxygène et du carbone ainsi que teneur en calcium, magnésium et strontium) ont été déterminés pour chaque campagne. Des ostracodes vivants ont été récoltés au cinq sites en même temps que les échantillons d'eau. Ce travail de terrain a permis de caractériser la géochimie de l'eau se trouvant juste au-dessus des sédiments ainsi que celle de l'eau se trouvant dans les interstices du sédiment. Dans les zones littorales à sublittorales, la composition isotopique du carbone inorganique dissout (CID) ainsi que les rapports Mg/Ca et Sr/Ca de l'eau varient linéairement avec la température. Ceci peut être expliqué par la précipitation de calcite qui est contrôlée par l'activité photosynthétique, variant elle même linéairement avec la température. Dans les zones plus profondes, les paramètres environnementaux restent relativement constants tout au long de l'année. Les variations du pH, de la concentration et de la composition isotopique du CID dans les sédiments résultent de la libération de carbone engendrée par la dégradation de la matière organique avec présence d'oxygène ou via réduction de nitrates et de sulfates, par la dissolution de carbonates, ainsi que par la méthanogenèse. La distribution bathymétrique, le cycle de vie ainsi que l'habitat de 15 espèces ont été déterminés. Ceux-ci sont principalement reliés à la température de l'eau et à la texture des sédiments. La composition isotopique de l'oxygène des valves d'ostracodes reflète celle de l'eau et la température qui régnait lors de la calcification. Néanmoins, des écarts pouvant aller jusqu'à 3 0/00 par rapport à l'équilibre théorique ont été obtenus. La déprotonation de HCO3 ou un 'effet de sel' pourrait être à l'origine du déséquilibre observé. La composition isotopique du carbone des valves d'ostracodes n'est pas aussi bien cernée. Celle-ci semble être principalement contrôlée par une interaction complexe entre l'habitat des ostracodes et les variations saisonnières et spatiales de la composition isotopique du CID. Pour les espèces endofaunes, la composition isotopique du carbone reflète principalement la variation de la composition isotopique du CID à l'intérieur des sédiments. Pour les formes épifaunes, c'est la variation saisonnière de la composition du CID qui contrôle celle de la coquille des ostracodes. En général, la composition isotopique du carbone des valves d'ostracodes est en équilibre avec celle de CID, hormis pour quelques rares espèces (L. inopinata, L. sanctipatricii et peut-être C. ophtalmica et I. beauchampi). L'incorporation des éléments traces diffère passablement d'une espèce à l'autre. Pour la plupart des espèces épifaunes, la teneur en éléments traces des coquilles reflète les variations saisonnières. Ces espèces semblent enregistrer les variations soit de la température soit des rapports Mg/Ca et Sr/Ca de l'eau. La teneur en élément traces des formes infaunales, au contraire, est principalement reliée à la chimie de l'eau interstitielle. RÉSUMÉ GRAND-PUBLIC : La connaissance de l'évolution du climat dans le futur est primordiale pour notre société, car elle permet de développer différentes stratégies pour faire face aux problèmes engendrés pas le changement climatique : stratégies environnementale, humanitaire, ou encore économique. Cette problématique est actuellement, à juste titre, sujet d'une vive préoccupation. La géologie peut-elle contribuer à l'effort communautaire entrepris? Naturellement, ce sont les climatologues qui sont sur le devant de la scène. Il n'empêche que ces derniers, pour pouvoir prédire l'avenir, doivent s'appuyer sur le passé. La géologie est alors d'un grand intérêt car c'est effectivement la seule science qui permette d'estimer les variations climatiques à grande échelle sur de longues périodes. Ainsi, voulant moi-même contribuer aux recherches menées dans ce domaine, je me suis tourné à la fin de mes études vers la paléoclimatologie, science qui a pour but de reconstruire le climat des temps anciens. Nous nous sommes rendu compte que l'évolution climatique de la région où nous habitons n'avait pas encore fait le sujet d'études approfondies. Il est pourtant important de connaître la variation locale des changements climatiques pour obtenir des modèles climatiques fiables. En conséquence, un vaste projet a vu le jour : reconstruire, à l'aide des sédiments du lac Léman, les variations paléoclimatiques et paléo-environnementales depuis le retrait du Glacier de Rhône, il y a environ 15'000 ans, jusqu'à nos jours. Pour ce genre de travail, la géochimie, qui est une forme de chimie, utilisée en science de la terre regroupant la chimie classique et la chimie isotopique, est une alliée particulièrement efficace. Elle permet en effet, via différentes mesures faites sur des archives géologiques (par exemple des fossiles ou des sédiments) d'obtenir des informations, souvent quantitatives, sur les conditions (le climat, la flore ou encore la bio productivité, etc...) qui régnaient il y a fort longtemps. Les coquilles d'ostracodes, qui sont de petits animaux vivant au fond des lacs, sont une des archives les plus prometteuses. Ces animaux sont des petits crustacés s'entourant d'une coquille calcaire qu'ils sécrètent eux-mêmes. A la mort de l'animal, la coquille est intégrée dans les sédiments et reste intacte à travers les âges. Des études ont montré qu'en analysant la géochimie de ces coquilles fossiles, il est possible de reconstruire les conditions environnementales qui régnaient à l'époque de vie de ces fossiles. Cette démarche nécessite qu'une condition bien précise soit remplie: la composition géochimique de la coquille doit enregistrer de manière fidèle la chimie de l'eau et/ou la température de l'eau présentes au moment de la sécrétion de la coquille. Le but spécifique de notre recherche a précisément été d'étudier la façon dont la chimie de l'eau ainsi que sa température sont enregistrées dans la coquillé des ostracodes. Une fois les relations entre ces divers paramètres dans l'étant actuel du système établies, il sera alors possible de les utiliser pour interpréter des données issues de coquilles fossiles. Pour ce faire, nous avons mesuré la température de l'eau de manière continue et récolté mensuellement des échantillons d'eau et des ostracodes vivants pendant une année. Cinq sites situés à 2, 5, 13, 33 et 70 mètres de profondeur ont été choisis pour effectuer ces échantillonnages dans le Léman. Le travail de terrain nous a amené à étudier la biologie de 15 espèces. Nous avons pu établir la profondeur à laquelle vivent ces animaux, leur période de développement ainsi que leur habitat respectifs. Ces résultats ont permis de mieux cerner la relation qu'il existe entre la chimie de l'eau, sa température et la composition géochimique des coquilles d'ostracodes. Nous avons ainsi pu confirmer que les coquilles d'ostracodes enregistrent de manière fidèle la composition chimique et isotopique de l'eau. De même, nous avons pu établir de manière plus précise l'effet de la température sur la géochimie des coquilles. Néanmoins, les relations trouvées entre ces trois éléments sont plus complexes pour certaines espèces, cette complexité étant souvent liée à un caractère spécifique de leur écologie. Nous avons mis en lumière certains effets qui biaisent les résultats et défini précisément les conditions dans lesquelles on peut s'attendre à avoir des difficultés dans leur interprétation. Maintenant que nous avons établi les relations entre le climat actuel et la composition géochimique des coquilles d'ostracodes actuels, nous pouvons, sur la base de ce modèle, reconstruire le climat depuis le retrait du Glacier du Rhône jusqu'à nos jours à l'aide d'ostracodes fossiles. Mais cela est une autre histoire et fera, je l'espère, le sujet de nos futures recherches.

Anorexie mentale et boutimie: I'expérience vaudoise d'une prise en charge interdisciplinaire [Anorexia and bulimia: the canton of Vaud's experience of an interdisciplinary approach].

As psychiatric disorders attacking the body, anorexia and bulimia may have severe psychological, physical and social consequences, often requiring a long-standing interdisciplinary, coordinated and individualized approach. Recently the canton of Vaud has initiated and developed an interinstitutional structure--between the University Hospital (CHUV) and the hospitals of the Northern region of the canton (eHnv)--for the care of patients suffering from eating disorders. This structure, allowing the above mentioned approach for the treatment of eating disorders, consists of an outpatient facility located in the CHUV and an inpatient unit in the hospital of Saint Loup of the eHnv. Within this structure, the general practitioner plays a crucial role in the prevention of the chronification of these disorders by means of their early detection and management.

Recognition of RNA virus by RIG-I results in activation of CARD9 and inflammasome signaling for interleukin 1 beta production.

Interleukin 1 beta (IL-1 beta) is a potent proinflammatory factor during viral infection. Its production is tightly controlled by transcription of Il1b dependent on the transcription factor NF-kappaB and subsequent processing of pro-IL-1 beta by an inflammasome. However, the sensors and mechanisms that facilitate RNA virus-induced production of IL-1 beta are not well defined. Here we report a dual role for the RNA helicase RIG-I in RNA virus-induced proinflammatory responses. Whereas RIG-I-mediated activation of NF-kappaB required the signaling adaptor MAVS and a complex of the adaptors CARD9 and Bcl-10, RIG-I also bound to the adaptor ASC to trigger caspase-1-dependent inflammasome activation by a mechanism independent of MAVS, CARD9 and the Nod-like receptor protein NLRP3. Our results identify the CARD9-Bcl-10 module as an essential component of the RIG-I-dependent proinflammatory response and establish RIG-I as a sensor able to activate the inflammasome in response to certain RNA viruses.

Design of a Control Slide for Cyanoacrylate Polymerization : Application to the CA-Bluestar Sequence

Casework expercience has shown that, in some cases, long exposures of surfaces subjected to cyanoacrylate (CA) fuming had detrimental effects on the subsequent application of Bluestar. This study aimed to develop a control mechanism to monitor the amount of CA deposited prior to the subsequent treatment. A control slide bearing spots of sodium hydroxide (NaOH) of known concentrations and volume was designed and validated against both scanning electron microscopy (SEM) observations and latent print examiners' assessments of the quality of the developed marks. The control slide allows one to define three levels of development that were used to monitor the Bluestar reaction on depleting footwear marks left in diluted blood. The appropriate conditions for a successful application of both CA and Bluestar were determined.

Education of Murine NK Cells Requires Both cis and trans Recognition of MHC Class I Molecules.

Although NK cells use invariant receptors to identify diseased cells, they nevertheless adapt to their environment, including the presence of certain MHC class I (MHC-I) molecules. This NK cell education, which is mediated by inhibitory receptors specific for MHC-I molecules, changes the responsiveness of activating NK cell receptors (licensing) and modifies the repertoire of MHC-I receptors used by NK cells. The fact that certain MHC-I receptors have the unusual capacity to recognize MHC-I molecules expressed by other cells (trans) and by the NK cell itself (cis) has raised the question regarding possible contributions of the two types of interactions to NK cell education. Although the analysis of an MHC-I receptor variant suggested a role for cis interaction for NK cell licensing, adoptive NK cell transfer experiments supported a key role for trans recognition. To reconcile some of these findings, we have analyzed the impact of cell type-specific deletion of an MHC-I molecule and of a novel MHC-I receptor variant on the education of murine NK cells when these mature under steady-state conditions in vivo. We find that MHC-I expression by NK cells (cis) and by T cells (trans), and MHC-I recognition in cis and in trans, are both needed for NK cell licensing. Unexpectedly, modifications of the MHC-I receptor repertoire are chiefly dependent on cis binding, which provides additional support for an essential role for this unconventional type of interaction for NK cell education. These data suggest that two separate functions of MHC-I receptors are needed to adapt NK cells to self-MHC-I.

Protective role of amantadine in mitochondrial dysfunction and oxidative stress mediated by hepatitis C virus protein expression.

Amantadine is an antiviral and antiparkinsonian drug that has been evaluated in combination therapies against hepatitis C virus (HCV) infection. Controversial results have been reported concerning its efficacy, and its mechanism of action remains unclear. Data obtained in vitro suggested a role of amantadine in inhibiting HCV p7-mediated cation conductance. In keeping with the fact that mitochondria are responsible to ionic fluxes and that HCV infection impairs mitochondrial function, we investigated a potential role of amantadine in modulating mitochondrial function. Using a well-characterized inducible cell line expressing the full-length HCV polyprotein, we found that amantadine not only prevented but also rescued HCV protein-mediated mitochondrial dysfunction. Specifically, amantadine corrected (i) overload of mitochondrial Ca(2+); (ii) inhibition of respiratory chain activity and oxidative phosphorylation; (iii) reduction of membrane potential; and (iv) overproduction of reactive oxygen species. The effects of amantadine were observed within 15 min following drug administration and confirmed in Huh-7.5 cells transfected with an infectious HCV genome. These effects were also observed in cells expressing subgenomic HCV constructs, indicating that they are not mediated or only in part mediated by p7. Single organelle analyzes carried out on isolated mouse liver mitochondria demonstrated that amantadine induces hyperpolarization of the membrane potential. Moreover, amantadine treatment increased the calcium threshold required to trigger mitochondrial permeability transition opening. In conclusion, these results support a role of amantadine in preserving cellular bioenergetics and redox homeostasis in HCV-infected cells and unveil an effect of the drug which might be exploited for a broader therapeutic utilization.

Genome reconstruction and comparative genomics of pneumocystis jirovecii

Pneumocystis jirovecii is a fungus belonging to a basal lineage of the Ascomycotina, the Taphrinomycotina subphylum. It is a parasite specific to humans that dwells primarily in the lung and can cause severe pneumonia in individuals with debilitated immune system. Despite its clinical importance, many aspects of its biology remain poorly understood, at least in part because of the lack of a continuous in vitro cultivation system. The present thesis consists in the genome reconstruction and comparative genomics of P. jirovecii. It is made of three parts: (i) the de novo sequencing of P. jirovecii genome starting from a single broncho- alveolar lavage fluid of a single patient (ii) the de novo sequencing of the genome of the plant pathogen Taphrina deformans, a fungus closely related to P. jirovecii, and (iii) the genome scale comparison of P. jirovecii to other Taphrinomycotina members. Enrichment in P. jirovecii cells by immuno-precipitation, whole DNA random amplification, two complementary high throughput DNA sequencing methods, and in silico sorting and assembly of sequences were used for the de novo reconstruction of P. jirovecii genome from the microbiota of a single clinical specimen. An iterative ad hoc pipeline as well as numerical simulations was used to recover P. jirovecii sequences while purging out contaminants and assembly or amplification chimeras. This strategy produced a 8.1 Mb assembly, which encodes 3,898 genes. Homology searches, mapping on biochemical pathways atlases, and manual validations revealed that this genome lacks (i) most of the enzymes dedicated to the amino acids biosyntheses, and (ii) most virulence factors observed in other fungi, e.g. the glyoxylate shunt pathway and specific peptidases involved in the degradation of the host cell membrane. The same analyses applied to the available genomic sequences from Pneumocystis carinii the species infecting rats and Pneumocystis murina the species infecting mice revealed the same deficiencies. The genome sequencing of T. deformans yielded a 13 Mb assembly, which encodes 5,735 genes. T. deformans possesses enzymes involved plant cell wall degradation, secondary metabolism, the glyoxylate cycle, detoxification, sterol biosynthesis, as well as the biosyntheses of plant hormones such as abscisic acid or indole-3-acetic acid. T. deformans also harbors gene subsets that have counterparts in plant saprophytes or pathogens, which is consistent with its alternate saprophytic and pathogenic lifestyles. Mating genes were also identified. The homothallism of this fungus suggests a mating-type switching mechanism. Comparative analyses indicated that 81% of P. jirovecii genes are shared with eight other Taphrinomycotina members, including T. deformans, P. carinii and P. murina. These genes are mostly involved in housekeeping activities. The genes specific to the Pneumocystis genus represent 8%, and are involved in RNA metabolism and signaling. The signaling is known to be crucial for interaction of Pneumocystis spp with their environment. Eleven percent are unique to P. jirovecii and encode mostly proteins of unknown function. These genes in conjunction with other ones (e.g. the major surface glycoproteins) might govern the interaction of P. jirovecii with its human host cells, and potentially be responsible of the host specificity. P. jirovecii exhibits a reduced genome in size with a low GC content, and most probably scavenges vital compounds such as amino acids and cholesterol from human lungs. Consistently, its genome encodes a large set of transporters (ca. 22% of its genes), which may play a pivotal role in the acquisition of these compounds. All these features are generally observed in obligate parasite of various kingdoms (bacteria, protozoa, fungi). Moreover, epidemiological studies failed to evidence a free-living form of the fungus and Pneumocystis spp were shown to co-evolved with their hosts. Given also the lack of virulence factors, our observations strongly suggest that P. jirovecii is an obligate parasite specialized in the colonization of human lungs, and which causes disease only in individuals with compromised immune system. The same conclusion is most likely true for all other Pneumocystis spp in their respective mammalian host. - Pneumocystis jirovecii est un champignon appartenant à ine branche basale des Ascomycotina, le sous-embranchement des Taphrinomycotina. C'est un parasite spécifique aux humains qui réside principalement dans les poumons, et qui peut causer des pneumonies sévères chez des individus ayant un système immunitaire déficient. En dépit de son importance clinique, de nombreux aspects de sa biologie demeurent,largement méconnus, au moins en partie à cause de l'absence d'un système de culture in vitro continu. Cette thèse traite de la reconstruction du génome et de la génomique comparative de P. jirovecii. Elle comporte trois parties: (i) le séquençage de novo du génome de P. jirovecii à partir d'un lavage broncho-alvéolaire provenant d'un seul patient, (ii) le séquençage de novo du génome d'un champignon pathogène de plante Taphrina deformans qui est phylogénétiquement proche de P. jirovecii, et (iii) la comparaison du génome de P. jirovecii à celui d'autres membres du sous-embranchement des Taphrinomycotina. Un enrichissement en cellules de P. jirovecii par immuno-précipitation, une amplification aléatoire des molécules d'ADN, deux méthodes complémentaires de séquençage à haut débit, un tri in silico et un assemblage des séquences ont été utilisés pour reconstruire de novo le génome de P. jirovecii à partir du microbiote d'un seul échantillon clinique. Un pipeline spécifique ainsi que des simulations numériques ont été utilisés pour récupérer les séquences de P. jirovecii tout en éliminant les séquences contaminants et les chimères d'amplification ou d'assemblage. Cette stratégie a produit un assemblage de 8.1 Mb, qui contient 3898 gènes. Les recherches d'homologies, de cartographie des voies métaboliques et des validations manuelles ont révélé que ce génome est dépourvu (i) de la plupart des enzymes dédiées à la biosynthèse des acides aminés, et (ii) de la plupart des facteurs de virulence observés chez d'autres champignons, par exemple, le cycle du glyoxylate ainsi que des peptidases spécifiques impliquées dans la dégradation de la membrane de la cellule hôte. Les analyses appliquées aux données génomiques disponibles de Pneumocystis carinii, l'espèce infectant les rats, et de Pneumocystis murina, l'espèce infectant les souris, ont révélé les mêmes déficiences. Le séquençage du génome de T. deformans a généré un assemblage de 13.3 Mb qui contient 5735 gènes. T. deformans possède les gènes codant pour les enzymes impliquées dans la dégradation des parois cellulaires des plantes, le métabolisme secondaire, le cycle du glyoxylate, la détoxification, la biosynthèse des stérols ainsi que la biosynthèse d'hormones de plantes telles que l'acide abscissique ou l'acide indole 3-acétique. T. deformans possède également des sous-ensembles de gènes présents exclusivement chez des saprophytes ou des pathogènes de plantes, ce qui est consistent avec son mode de vie alternatif saprophyte et pathogène. Des gènes impliqués dans la conjugaison ont été identifiés. L'homothallisme de ce champignon suggère mécanisme de permutation du type conjuguant. Les analyses comparatives ont démontré que 81% des gènes de P. jirovecii sont présent chez les autres membres du sous-embranchement des Taphrinomycotina. Ces gènes sont essentiellement impliqués dans le métabolisme basai. Les gènes spécifiques au genre Pneumocystis représentent 8%, et sont impliqués dans le métabolisme de l'ARN et la signalisation. La signalisation est connue pour être cruciale pour l'interaction des espèces de Pneumocystis avec leur environnement. Les gènes propres à P. jirovecii représentent 11% et codent en majorité pour des protéines dont la fonction est inconnue. Ces gènes en conjonction avec d'autres (par exemple, les glycoprotéines de surface), pourraient être déterminants dans l'interaction de P. jirovecii avec les cellules de l'hôte humain, et être potentiellement responsable de la spécificité d'hôte. P. jirovecii possède un génome de taille réduite à faible pourcentage en GC et récupère très probablement des composés vitaux comme les acides aminés et le cholestérol à partir des poumons humains. De manière consistante, son génome code pour de nombreux transporteurs (22% de ses gènes), qui pourraient jouer un rôle essentiel dans l'acquisition de ces composés. Ces caractéristiques sont généralement observées chez les parasites obligatoires de plusieurs règnes (bactéries, protozoaires, champignons). De plus, les études épidémiologiques n'ont pas réussi à prouver l'existence d'ime forme vivant librement du champignon. Etant donné également l'absence de facteurs de virulence, nos observations suggèrent que P. jirovecii est un parasite obligatoire spécialisé dans la colonisation des poumons humains, ne causant une maladie que chez des individus ayant un système immunitaire compromis. La même conclusion est très probablement applicable à toutes les autres espèces de Pneumocystis dans leur hôte mammifère respectif.

Unravelling the enigmatic origin of calcitic nanofibres in soils and caves: purely physicochemical or biogenic processes?

Calcitic nanofibres are ubiquitous habits of sec- ondary calcium carbonate (CaCO3 ) accumulations observed in calcareous vadose environments. Despite their widespread occurrence, the origin of these nanofeatures remains enig- matic. Three possible mechanisms fuel the debate: (i) purely physicochemical processes, (ii) mineralization of rod-shaped bacteria, and (iii) crystal precipitation on organic templates. Nanofibres can be either mineral (calcitic) or organic in na- ture. They are very often observed in association with needle fibre calcite (NFC), another typical secondary CaCO3 habit in terrestrial environments. This association has contributed to some confusion between both habits, however they are truly two distinct calcitic features and their recurrent asso- ciation is likely to be an important fact to help understanding the origin of nanofibres. In this paper the different hypotheses that currently exist to explain the origin of calcitic nanofibres are critically reviewed. In addition to this, a new hypothe- sis for the origin of nanofibres is proposed based on the fact that current knowledge attributes a fungal origin to NFC. As this feature and nanofibres are recurrently observed together, a possible fungal origin for nanofibres which are associated with NFC is investigated. Sequential enzymatic digestion of the fungal cell wall of selected fungal species demonstrates that the fungal cell wall can be a source of organic nanofibres. The obtained organic nanofibres show a striking morpho- logical resemblance when compared to their natural coun- terparts, emphasizing a fungal origin for part of the organic nanofibres observed in association with NFC. It is further hy- pothesized that these organic nanofibres may act as templates for calcite nucleation in a biologically influenced mineraliza- tion process, generating calcitic nanofibres. This highlights the possible involvement of fungi in CaCO3 biomineraliza- tion processes, a role still poorly documented. Moreover, on a global scale, the organomineralization of organic nanofi- bres into calcitic nanofibres might be an overlooked process deserving more attention to specify its impact on the biogeo- chemical cycles of both Ca and C.

REST/NRSF governs the expression of dense-core vesicle gliosecretion in astrocytes.

Astrocytes are the brain nonnerve cells that are competent for gliosecretion, i.e., for expression and regulated exocytosis of clear and dense-core vesicles (DCVs). We investigated whether expression of astrocyte DCVs is governed by RE-1-silencing transcription factor (REST)/neuron-restrictive silencer factor (NRSF), the transcription repressor that orchestrates nerve cell differentiation. Rat astrocyte cultures exhibited high levels of REST and expressed neither DCVs nor their markers (granins, peptides, and membrane proteins). Transfection of a dominant-negative construct of REST induced the appearance of DCVs filled with secretogranin 2 and neuropeptide Y (NPY) and distinct from other organelles. Total internal reflection fluorescence analysis revealed NPY-monomeric red fluorescent protein-labeled DCVs to undergo Ca(2+)-dependent exocytosis, which was largely prevented by botulinum toxin B. In the I-II layers of the human temporal brain cortex, all neurons and microglia exhibited the expected inappreciable and high levels of REST, respectively. In contrast, astrocyte REST was variable, going from inappreciable to high, and accompanied by a variable expression of DCVs. In conclusion, astrocyte DCV expression and gliosecretion are governed by REST. The variable in situ REST levels may contribute to the well-known structural/functional heterogeneity of astrocytes.

Chemical labelling of oyster shells used for time-calibrated high-resolution Mg/Ca ratios: A tool for estimation of past seasonal temperature variations

The geochemical compositions of biogenic carbonates are increasingly used for palaeoenvironmental reconstructions. The skeletal delta O-18 temperature relationship is dependent on water salinity, so many recent studies have focused on the Mg/Ca and Sr/Ca ratios because those ratios in water do not change significantly on short time scales. Thus, those elemental ratios are considered to be good palaeotemperature proxies in many biominerals, although their use remains ambiguous in bivalve shells. Here, we present the high-resolution Mg/Ca ratios of two modern species of juvenile and adult oyster shells, Crassostrea gigas and Ostrea edulis. These specimens were grown in controlled conditions for over one year in two different locations. In situ monthly Mn-marking of the shells has been used for day calibration. The daily Mg/Ca.ratios in the shell have been measured with an electron microprobe. The high frequency Mg/Ca variation of all specimens displays good synchronism with lunar cycles, suggesting that tides strongly influence the incorporation of Mg/Ca into the shells. Highly significant correlation coefficients (0.70<R<0.83, p<0.0001) between the Mg/Ca ratios and the seawater temperature are obtained only for juvenile C. gigas samples, while metabolic control of Mg/Ca incorporation and lower shell growth rates preclude the use of the Mg/Ca ratio in adult shells as a palaeothermometer. Data from three juvenile C. gigas shells from the two study sites are selected to establish a relationship: T = 3.77Mg/Ca + 1.88, where T is in degrees C and Mg/Ca in mmol/mol. (c) 2012 Elsevier B.V. All rights reserved.

Molecular modeling of peptide-MHC class I complexes : applications to peptide based immunotherapy

Summary The specific CD8+ T cell immune response against tumors relies on the recognition by the T cell receptor (TCR) on cytotoxic T lymphocytes (CTL) of antigenic peptides bound to the class I major histocompatibility complex (MHC) molecule. Such tumor associated antigenic peptides are the focus of tumor immunotherapy with peptide vaccines. The strategy for obtaining an improved immune response often involves the design of modified tumor associated antigenic peptides. Such modifications aim at creating higher affinity and/or degradation resistant peptides and require precise structures of the peptide-MHC class I complex. In addition, the modified peptide must be cross-recognized by CTLs specific for the parental peptide, i.e. preserve the structure of the epitope. Detailed structural information on the modified peptide in complex with MHC is necessary for such predictions. In this thesis, the main focus is the development of theoretical in silico methods for prediction of both structure and cross-reactivity of peptide-MHC class I complexes. Applications of these methods in the context of immunotherapy are also presented. First, a theoretical method for structure prediction of peptide-MHC class I complexes is developed and validated. The approach is based on a molecular dynamics protocol to sample the conformational space of the peptide in its MHC environment. The sampled conformers are evaluated using conformational free energy calculations. The method, which is evaluated for its ability to reproduce 41 X-ray crystallographic structures of different peptide-MHC class I complexes, shows an overall prediction success of 83%. Importantly, in the clinically highly relevant subset of peptide-HLAA*0201 complexes, the prediction success is 100%. Based on these structure predictions, a theoretical approach for prediction of cross-reactivity is developed and validated. This method involves the generation of quantitative structure-activity relationships using three-dimensional molecular descriptors and a genetic neural network. The generated relationships are highly predictive as proved by high cross-validated correlation coefficients (0.78-0.79). Together, the here developed theoretical methods open the door for efficient rational design of improved peptides to be used in immunotherapy. Résumé La réponse immunitaire spécifique contre des tumeurs dépend de la reconnaissance par les récepteurs des cellules T CD8+ de peptides antigéniques présentés par les complexes majeurs d'histocompatibilité (CMH) de classe I. Ces peptides sont utilisés comme cible dans l'immunothérapie par vaccins peptidiques. Afin d'augmenter la réponse immunitaire, les peptides sont modifiés de façon à améliorer l'affinité et/ou la résistance à la dégradation. Ceci nécessite de connaître la structure tridimensionnelle des complexes peptide-CMH. De plus, les peptides modifiés doivent être reconnus par des cellules T spécifiques du peptide natif. La structure de l'épitope doit donc être préservée et des structures détaillées des complexes peptide-CMH sont nécessaires. Dans cette thèse, le thème central est le développement des méthodes computationnelles de prédiction des structures des complexes peptide-CMH classe I et de la reconnaissance croisée. Des applications de ces méthodes de prédiction à l'immunothérapie sont également présentées. Premièrement, une méthode théorique de prédiction des structures des complexes peptide-CMH classe I est développée et validée. Cette méthode est basée sur un échantillonnage de l'espace conformationnel du peptide dans le contexte du récepteur CMH classe I par dynamique moléculaire. Les conformations sont évaluées par leurs énergies libres conformationnelles. La méthode est validée par sa capacité à reproduire 41 structures des complexes peptide-CMH classe I obtenues par cristallographie aux rayons X. Le succès prédictif général est de 83%. Pour le sous-groupe HLA-A*0201 de complexes de grande importance pour l'immunothérapie, ce succès est de 100%. Deuxièmement, à partir de ces structures prédites in silico, une méthode théorique de prédiction de la reconnaissance croisée est développée et validée. Celle-ci consiste à générer des relations structure-activité quantitatives en utilisant des descripteurs moléculaires tridimensionnels et un réseau de neurones couplé à un algorithme génétique. Les relations générées montrent une capacité de prédiction remarquable avec des valeurs de coefficients de corrélation de validation croisée élevées (0.78-0.79). Les méthodes théoriques développées dans le cadre de cette thèse ouvrent la voie du design de vaccins peptidiques améliorés.