Conséquences du stress en période périnatale sur la réponse émotionnelle chez l'enfant prématuré

Problématique: Les naissances prématurées sont des situations cliniques à risque pour l'enfant. Celui-ci arrive au monde avec une capacité amoindrie à être autonome, que ce soit, par exemple, au niveau respiratoire ou de la régulation thermique. Lors de leur séjour aux soins intensifs, les enfants prématurés subissent des interventions qui peuvent être douloureuses, ils sont souvent manipulés et exposés à des bruits et des lumières intenses; ceci peut induire un stress important pour l'enfant qui est déjà vulnérable du fait de sa prématurité. Lorsque confronté à une situation stressante, l'organisme humain réagit par l'activation de l'axe hypothalamo-hypophysio-surrénalien (HHS). Une des hormones principales sécrétées par l'axe HHS est le cortisol. Plusieurs études suggèrent que le cortisol, lorsque sécrété en quantités importantes, risque d'altérer la matière grise, en induisant une diminution de volume, notamment celui de l'hippocampe (Plotsky & Meaney, 1993; Sapolsky, 2000; McEwen, 1994; 2000; Sandman et al., 1994; Meaney et al., 1991;1996). Ces altérations auraient comme effet un dérèglement de l'axe HHS (Heim & Nemeroff, 1999) avec comme conséquence une variation de la réponse au stress mais aussi de la mémoire et de la régulation émotionnelle (Stam et al., 2000 et Siegel, 1998). Objectifs: Nous allons nous intéresser aux grands prématurés nés à moins de 32 semaines de gestations selon leur exposition à des interventions stressantes et douloureuses ou des complications postnatales. Nous allons étudier l'impact qu'un stress modéré ou sévère sur un prématuré a sur la réponse de l'axe HHS et sur sa régulation émotionnelle lorsque celui-ci est confronté à des situations de stress modéré ultérieurement, plus précisément à six mois d'age corrigé. Méthodologie: Dans le cadre de l'étude «Stress néonatal et réactivité au stress ultérieur: effets préventifs d'une intervention précoce» (SNF 3200 BO-104230) menée au SUPEA en collaboration avec le service de néonatologie du DMCP, le Lab-TAB (Laboratory Temperament Assessment Battery, prelocomotor version 3.1, Goldsmith & Rothbart, 1999) a été utilisé comme outil pour analyser le tempérament d'un enfant par l'analyse de ses réactions émotionnelles à certaines situations. L'enfant, qui était filmé, a été confronté à des mises en scène conçues pour susciter diverses émotions comme la peur, la colère, la frustration, la curiosité ou le plaisir. Un système de codage dérivé de celui du Lab-TAB sera utilisé par deux codeurs différents pour analyser les réactions émotionnelles des enfants. Les taux de cortisol sécrétés ont été mesurés dans la salive de l'enfant. La mesure du cortisol libre dans la salive montre une bonne corrélation avec le cortisol plasmatique ; plusieurs prélèvements de salive ont été faits avant, pendant et après la situation de stress. Les situations filmées n'ont pas encore été codés, ni les taux analysés par l'équipe de la SUPEA. Nous allons observer 40 vidéos, 20 d'enfants nés prématurément et 20 d'enfants nés à terme comme groupe contrôle, et examiner la réponse endocrinienne au stress ainsi que leur régulation émotionnelle au niveau de leur comportement comme l'excitation, les pleurs, l'évitement... Hypothèse : L'intensité de l'exposition au stress postnatal chez l'enfant prématuré induirait des variations de la réponse de l'axe HHS mais aussi de la régulation émotionnelle. Il n'est pas clair selon la littérature actuelle si les variations des réponses de l'axe HHS dues à l'exposition à un stress précoce vont dans les sens de l'hypo- ou l'hyperréactivité, et si cette réponse corrèle avec la régulation émotionnelle au niveau des comportements. C'est ce que l'analyse des données nous permettra de déterminer.

Accélération de la guérison fracturaire par le tériparatide: série de 22 cas et revue de la littérature [Improvement of fracture healing with teriparatide: series of 22 cases and review of the literature].

La pseudarthrose est définie comme une fracture qui ne guérit pas sans intervention additionnelle neuf mois après le traumatisme et en l'absence de progression radiologique pendant les trois derniers mois. Les fractures ostéoporotiques sont à plus grand risque de complications chirurgicales. On se pose de plus en plus souvent la question d'ajouter un traitement médicamenteux pour accélérer le processus de guérison fracturaire. Il existe des données montrant que le tériparatide (anabolisant osseux issu de l'hormone parathyroïdienne) accélère la guérison osseuse et améliore le devenir fonctionnel, avec ou sans chirurgie, dans des situations de fractures typiques ou atypiques. Les risques liés à ce traitement sont faibles, mais la prescription nécessite l'accord de l'assurance-maladie dans cette indication. Nous rapportons notre expérience sur l'utilisation de cette molécule, hors indication officielle, dans des cas complexes de non-guérison fracturaire. Pseudoarthrosis is defined as a non healing fracture 9 months after trauma and without radiological progression within the last three months. Osteoporotic fractures have a greater risk of chirurgical complications. The question of giving a medical treatment in the purpose of accelerating fracture healing is an increasing concern. There are data showing that with teriparatide (bone anabolic treatment derived from the parathyroid hormone) bone healing and functional status are improved, with or without surgery, in the case of either typical or atypical fractures. The risks of this treatment are low but health insurance agreement is needed in this indication. We report our experience with the use of this molecule, out of the official indication, in complex situations of non healing fractures.

Insulin secretion in health and disease: nutrients dictate the pace.

NlmCategory="UNASSIGNED">Insulin is a key hormone controlling metabolic homeostasis. Loss or dysfunction of pancreatic β-cells lead to the release of insufficient insulin to cover the organism needs, promoting diabetes development. Since dietary nutrients influence the activity of β-cells, their inadequate intake, absorption and/or utilisation can be detrimental. This review will highlight the physiological and pathological effects of nutrients on insulin secretion and discuss the underlying mechanisms. Glucose uptake and metabolism in β-cells trigger insulin secretion. This effect of glucose is potentiated by amino acids and fatty acids, as well as by entero-endocrine hormones and neuropeptides released by the digestive tract in response to nutrients. Glucose controls also basal and compensatory β-cell proliferation and, along with fatty acids, regulates insulin biosynthesis. If in the short-term nutrients promote β-cell activities, chronic exposure to nutrients can be detrimental to β-cells and causes reduced insulin transcription, increased basal secretion and impaired insulin release in response to stimulatory glucose concentrations, with a consequent increase in diabetes risk. Likewise, suboptimal early-life nutrition (e.g. parental high-fat or low-protein diet) causes altered β-cell mass and function in adulthood. The mechanisms mediating nutrient-induced β-cell dysfunction include transcriptional, post-transcriptional and translational modifications of genes involved in insulin biosynthesis and secretion, carbohydrate and lipid metabolism, cell differentiation, proliferation and survival. Altered expression of these genes is partly caused by changes in non-coding RNA transcripts induced by unbalanced nutrient uptake. A better understanding of the mechanisms leading to β-cell dysfunction will be critical to improve treatment and find a cure for diabetes.

Experimental enhancement of corticosterone levels positively affects subsequent male survival.

Corticosterone is an important hormone of the stress response that regulates physiological processes and modifies animal behavior. While it positively acts on locomotor activity, it may negatively affect reproduction and social activity. This suggests that corticosterone may promote behaviors that increase survival at the cost of reproduction. In this study, we experimentally investigate the link between corticosterone levels and survival in adult common lizards (Lacerta vivipara) by comparing corticosterone-treated with placebo-treated lizards. We experimentally show that corticosterone enhances energy expenditure, daily activity, food intake, and it modifies the behavioral time budget. Enhanced appetite of corticosterone-treated individuals compensated for increased energy expenditure and corticosterone-treated males showed increased survival. This suggests that corticosterone may promote behaviors that reduce stress and it shows that corticosterone per se does not reduce but directly or indirectly increases longer-term survival. This suggests that the production of corticosterone as a response to a stressor may be an adaptive mechanism that even controls survival.

The role of the microRNAs in the age-associated oancreatic β-cell dysfunction

Le corps humain emploie le glucose comme source principale d'énergie. L'insuline, sécrétée par les cellules ß-pancreatiques situées dans les îlots de Langerhans, est l'hormone principale assurant un maintien constant du taux de glucose sanguin (glycémie). Les prédispositions génétiques, le manque d'activité physique et un régime déséquilibré peuvent entraîner une perte de sensibilité à l'insuline et des taux de glucose dans le sang élevé (hyperglycémie), une condition nommée diabète de type 2. Cette maladie est initiée par une sensibilité diminuée à l'insuline dans les tissus périphériques, entraînant une demande accrue en insuline. Cette pression continue finie par épuiser les cellules ß-pancreatiques, qui sécrètent alors des niveaux d'insuline insuffisant en trainant l'apparition du diabète. Le vieillissement est un facteur de risque important pour les maladies métaboliques dont le diabète de type 2 faits partis. En effet la majeure partie des diabétiques de type 2 ont plus de 45 ans. Il est connu que le vieillissement entraine une perte de sensibilité à l'insuline, une sécrétion altérée d'insuline, une baisse de réplication et une plus grande mort des ß-cellules pancréatiques. Le but de ma thèse était de mieux comprendre les mécanismes contribuante au dysfonctionnement des cellules ß- pancréatiques lors du vieillissement. Les travaux du « Human Genome Project » ont révélés que seulement 2% de notre génome code pour des protéines. Le reste non-codant fut alors désigné sous le nom de « ADN déchets ». Cependant, l'étude approfondie de cet ADN non-codant ces dernières deux décennies a démontré qu'une grande partie code pour des «MicroARNs », des ARNs courts (20-22 nucleotides) découverts en 1997 chez le vers C.elegans. Depuis lors ces molécules ont été intensivement étudiées, révélant un rôle crucial de ces molécules dans la fonction et la survie des cellules en conditions normales et pathologiques. Le but de cette thèse était d'étudier le rôle des microARNs dans le dysfonctionnement des cellules ß lors du vieillissement. Nos données suggèrent qu'ils peuvent jouer un rôle tantôt salutaire, tantôt nocif sur les cellules ß. Par exemple, certains microARNs réduisent la capacité des cellules ß à se multiplier ou réduisent leur survie, alors que d'autres protègent ces cellules contre la mort. Pour conclure, nous avons démontré les microARNs jouent un rôle important dans le dysfonctionnement des cellules ß lors du vieillissement. Ces nouvelles découvertes préparent le terrain pour la conception de futures stratégies visant à améliorer la résistance des cellules ß pancréatiques afin de trouver de nouveaux traitements du diabète de type 2. -- Le diabète de type 2 est une maladie métabolique due à la résistance à l'action de l'insuline des tissus cibles combinée à l'incapacité des cellules ß pancréatiques à sécréter les niveaux adéquats d'insuline. Le vieillissement est associé à un déclin global des fonctions de l'organisme incluant une diminution de la fonction et du renouvellement des cellules ß pancréatiques. Il constitue ainsi un risque majeur de développement des maladies métaboliques dont le diabète de type 2. Le but de cette thèse était d'étudier le rôle des microARNs (une classe d'ARN non- codants) dans le dysfonctionnement lié au vieillissement des cellules ß. L'analyse par microarray des niveaux d'expression des microARN dans les îlots pancréatiques de rats Wistar mâles âgés de 3 et 12 mois nous a permis d'identifier de nombreux changements d'expression de microARNs associés au vieillissement. Afin d'étudier les liens entre ces modifications et le déclin des cellules ß, les changements observés lors du vieillissement ont été reproduits spécifiquement dans une lignée cellulaire, dans des cellules ß primaires de jeune rats ou de donneurs humains sains. La diminution du miR-181a réduit la prolifération des cellules ß, tandis que la diminution du miR-130b ou l'augmentation du miR-383 protège contre l'apoptose induite par les cytokines. L'augmentation du miR-34a induit l'apoptose et inhibe la prolifération des cellules ß en réponse aux hormones Exendin-4 et prolactine et au facteur de croissance PDGF-AA. Cette perte de capacité réplicative est similaire à celle observée dans des cellules ß de rats âgés de 12 mois. Dans la littérature, la perte du récepteur au PDGF-r-a est associée à la diminution de la capacité proliférative des cellules ß observée lors du vieillissement. Nous avons pu démontrer que PDGF-r-a est une cible directe de miR- 34a, suggérant que l'effet néfaste de miR-34a sur la prolifération des cellules ß est, du moins en partie, lié à l'inhibition de l'expression de PDGF-r-a. L'expression de ce miR est aussi plus élevée dans le foie et le cerveau des animaux de 1 an et augmente avec l'âge dans les ilôts de donneurs non-diabétiques. Ces résultats suggèrent que miR-34a pourrait être non seulement impliqué dans l'affaiblissement des fonctions pancréatiques associé à l'âge, mais également jouer un rôle dans les tissus cibles de l'insuline et ainsi contribuer au vieillissement de l'organisme en général. Pour conclure, les travaux obtenus durant cette thèse suggèrent que des microARNs sont impliqués dans le dysfonctionnement des cellules ß pancréatiques durant le vieillissement. -- Type 2 diabetes is a metabolic disease characterized by impaired glucose tolerance, of the insulin sensitive tissues and insufficient insulin secretion from the pancreatic ß-cells to sustain the organism demand. Aging is a risk factor for the majority of the metabolic diseases including type 2 diabetes. With aging is observed a decline in all body function, due to decrease both in cell efficiency and renewal. The aim of this thesis was to investigate the potential role of microRNAs (short non- coding RNAs) in the pancreatic ß-cell dysfunction associated with aging. Microarray analysis of microRNA expression profile in pancreatic islets from 3 and 12 month old Wistar male rats revealed important changes in several microRNAs. To further study the link between those alterations and the decline of ß-cells, the changes observed in old rats were mimicked in immortalized ß-cell lines, primary young rat and human islets. Downregulation of miR-181a inhibited pancreatic ß-cell proliferation in response to proliferative drugs, whereas downregulation of miR-130b and upregulation of miR-383 protected pancreatic ß-cells from cytokine stimulated apoptosis. Interestingly, miR-34a augmented pancreatic ß-cell apoptosis and inhibited ß-cell proliferation in response to the proliferative chemicals Exendin-4, prolactin and PDGF-AA. This loss of replicative capacity is reminiscent of what we observed in pancreatic ß-cells isolated from 12 month old rats. We further observed a correlation between the inhibitory effect of miR-34a on pancreatic ß-cell proliferation and its direct interfering effect of this microRNA on PDGF-r-a, which was previously reported to be involved in the age-associated decline of pancreatic ß-cell proliferation. Interestingly miR-34a was upregulated in the liver and brain of 1 year old animals and positively correlated with age in pancreatic islets of normoglycemic human donors. These results suggest that miR-34a might be not only involved in the age-associated impairment of the pancreatic ß-cell functions, but also play a role in insulin target tissues and contribute to the aging phenotype on the organism level. To conclude, we have demonstrated that microRNAs are indeed involved in the age-associated pancreatic ß-cell dysfunction and they can play both beneficial and harmful roles in the context of pancreatic ß-cell aging.

Adaptation of Root Function by Nutrient-Induced Plasticity of Endodermal Differentiation.

Plant roots forage the soil for minerals whose concentrations can be orders of magnitude away from those required for plant cell function. Selective uptake in multicellular organisms critically requires epithelia with extracellular diffusion barriers. In plants, such a barrier is provided by the endodermis and its Casparian strips-cell wall impregnations analogous to animal tight and adherens junctions. Interestingly, the endodermis undergoes secondary differentiation, becoming coated with hydrophobic suberin, presumably switching from an actively absorbing to a protective epithelium. Here, we show that suberization responds to a wide range of nutrient stresses, mediated by the stress hormones abscisic acid and ethylene. We reveal a striking ability of the root to not only regulate synthesis of suberin, but also selectively degrade it in response to ethylene. Finally, we demonstrate that changes in suberization constitute physiologically relevant, adaptive responses, pointing to a pivotal role of the endodermal membrane in nutrient homeostasis.

Fast and sensitive supercritical fluid chromatography - tandem mass spectrometry multi-class screening method for the determination of doping agents in urine.

This study shows the possibility offered by modern ultra-high performance supercritical fluid chromatography combined with tandem mass spectrometry in doping control analysis. A high throughput screening method was developed for 100 substances belonging to the challenging classes of anabolic agents, hormones and metabolic modulators, synthetic cannabinoids and glucocorticoids, which should be detected at low concentrations in urine. To selectively extract these doping agents from urine, a supported liquid extraction procedure was implemented in a 48-well plate format. At the tested concentration levels ranging from 0.5 to 5 ng/mL, the recoveries were better than 70% for 48-68% of the compounds and higher than 50% for 83-87% of the tested substances. Due to the numerous interferences related to isomers of steroids and ions produced by the loss of water in the electrospray source, the choice of SFC separation conditions was very challenging. After careful optimization, a Diol stationary phase was employed. The total analysis time for the screening assay was only 8 min, and interferences as well as susceptibility to matrix effect (ME) were minimized. With the developed method, about 70% of the compounds had relative ME within the range ±20%, at a concentration of 1 and 5 ng/mL. Finally, limits of detection achieved with the above-described strategy including 5-fold preconcentration were below 0.1 ng/mL for the majority of the tested compounds. Therefore, LODs were systematically better than the minimum required performance levels established by the World anti-doping agency, except for very few metabolites.

Clinical and biochemical responses after Gamma Knife surgery for a dopamine-secreting paraganglioma: case report.

The efficacy of Gamma Knife surgery (GKS) in local tumor control of non-secreting paragangliomas (PGLs) has been fully described by previous studies. However, with regard to secreting PGL, only one previous case report exists advocating its efficacy at a biological level. The aims of this study were: 1) to evaluate the safety/efficacy of GKS in a dopamine-secreting PGL; 2) to investigate whether the biological concentrations of free methoxytyramine could be used as a marker of treatment efficacy during the follow-up. We describe the case of a 62-year-old man diagnosed with left PGL. He initially underwent complete surgical excision. Thirty months after, he developed recurrent biological and neuroradiological disease; the most sensitive biomarker for monitoring the disease, concentration of plasma free methoxytyramine, started to increase. GKS was performed at a maximal marginal dose of 16 Gy. During the following 30 months, concentration of free methoxytyramine gradually decreased from 0.14 nmol/l (2*URL) before GKS to 0.09 nmol/l, 6 months after GKS and 0.07 nmol/l at the last follow-up after GKS (1.1*URL), confirming the efficacy of the treatment. Additionally, at 30 months there was approximately 36.6% shrinkage from the initial target volume. The GKS treatment was safe and effective, this being confirmed clinically, neuroradiologically and biologically. The case illustrates the importance of laboratory tests taking into account methoxytyramine when analyzing biological samples to assess the biochemical activity of a PGL. In addition, the identification of methoxytyramine as a unique positive biomarker could designate it for the monitoring of tumor relapse after treatments, including Gamma Knife surgery.

Sexual dimorphism in cancer.

The incidence of many types of cancer arising in organs with non-reproductive functions is significantly higher in male populations than in female populations, with associated differences in survival. Occupational and/or behavioural factors are well-known underlying determinants. However, cellular and molecular differences between the two sexes are also likely to be important. In this Opinion article, we focus on the complex interplay that sex hormones and sex chromosomes can have in intrinsic control of cancer-initiating cell populations, the tumour microenvironment and systemic determinants of cancer development, such as the immune system and metabolism. A better appreciation of these differences between the two sexes could be of substantial value for cancer prevention as well as treatment.