Does locally delivered Zoledronate influence peri-implant bone formation? - Spatio-temporal monitoring of bone remodeling in vivo.

Bisphosphonates are known for their strong inhibitory effect on bone resorption. Their influence on bone formation however is less clear. In this study we investigated the spatio-temporal effect of locally delivered Zoledronate on peri-implant bone formation and resorption in an ovariectomized rat femoral model. A cross-linked hyaluronic acid hydrogel was loaded with the drug and applied bilaterally in predrilled holes before inserting polymer screws. Static and dynamic bone parameters were analyzed based on in vivo microCT scans performed first weekly and then biweekly. The results showed that the locally released Zoledronate boosted bone formation rate up to 100% during the first 17 days after implantation and reduced the bone resorption rate up to 1000% later on. This shift in bone remodeling resulted in an increase in bone volume fraction (BV/TV) by 300% close to the screw and 100% further away. The double effect on bone formation and resorption indicates a great potential of Zoledronate-loaded hydrogel for enhancement of peri-implant bone volume which is directly linked to improved implant fixation.

Elements of olfactory reception in adult Drosophila melanogaster.

The olfactory system of Drosophila has become an attractive and simple model to investigate olfaction because it follows the same organizational principles of vertebrates, and the results can be directly applied to other insects with economic and sanitary relevance. Here, we review the structural elements of the Drosophila olfactory reception organs at the level of the cells and molecules involved. This article is intended to reflect the structural basis underlying the functional variability of the detection of an olfactory universe composed of thousands of odors. At the genetic level, we further detail the genes and transcription factors (TF) that determine the structural variability. The fly's olfactory receptor organs are the third antennal segments and the maxillary palps, which are covered with sensory hairs called sensilla. These sensilla house the odorant receptor neurons (ORNs) that express one or few odorant receptors in a stereotyped pattern regulated by combinations of TF. Also, perireceptor events, such as odor molecules transport to their receptors, are carried out by odorant binding proteins. In addition, the rapid odorant inactivation to preclude saturation of the system occurs by biotransformation and detoxification enzymes. These additional events take place in the lymph that surrounds the ORNs. We include some data on ionotropic and metabotropic olfactory transduction, although this issue is still under debate in Drosophila.

The Pseudomonas aeruginosa toxin L-2-amino-4-methoxy-trans-3-butenoic acid inhibits growth and induces encystment in Acanthamoeba castellanii.

L-2-Amino-4-methoxy-trans-3-butenoic acid (AMB) is a toxic antimetabolite produced by the opportunistic pathogen Pseudomonas aeruginosa. To evaluate its importance as a potential virulence factor, we tested the host response towards AMB using an Acanthamoeba castellanii cell model. We found that AMB (at concentrations ≥ 0.5 mM) caused amoebal encystment in salt buffer, while inhibiting amoebal growth in rich medium in a dose-dependent manner. However, no difference in amoebal plaque formation was observed on bacterial lawns of wild type and AMB-negative P. aeruginosa strains. We thereby conclude that AMB may eventually act as a virulence factor, but only at relatively high concentrations.

Test of four colon cancer risk-scores in formalin fixed paraffin embedded microarray gene expression data.

BACKGROUND: Prognosis prediction for resected primary colon cancer is based on the T-stage Node Metastasis (TNM) staging system. We investigated if four well-documented gene expression risk scores can improve patient stratification. METHODS: Microarray-based versions of risk-scores were applied to a large independent cohort of 688 stage II/III tumors from the PETACC-3 trial. Prognostic value for relapse-free survival (RFS), survival after relapse (SAR), and overall survival (OS) was assessed by regression analysis. To assess improvement over a reference, prognostic model was assessed with the area under curve (AUC) of receiver operating characteristic (ROC) curves. All statistical tests were two-sided, except the AUC increase. RESULTS: All four risk scores (RSs) showed a statistically significant association (single-test, P < .0167) with OS or RFS in univariate models, but with HRs below 1.38 per interquartile range. Three scores were predictors of shorter RFS, one of shorter SAR. Each RS could only marginally improve an RFS or OS model with the known factors T-stage, N-stage, and microsatellite instability (MSI) status (AUC gains < 0.025 units). The pairwise interscore discordance was never high (maximal Spearman correlation = 0.563) A combined score showed a trend to higher prognostic value and higher AUC increase for OS (HR = 1.74, 95% confidence interval [CI] = 1.44 to 2.10, P < .001, AUC from 0.6918 to 0.7321) and RFS (HR = 1.56, 95% CI = 1.33 to 1.84, P < .001, AUC from 0.6723 to 0.6945) than any single score. CONCLUSIONS: The four tested gene expression-based risk scores provide prognostic information but contribute only marginally to improving models based on established risk factors. A combination of the risk scores might provide more robust information. Predictors of RFS and SAR might need to be different.

Imp2 controls oxidative phosphorylation and is crucial for preserving glioblastoma cancer stem cells.

Growth of numerous cancer types is believed to be driven by a subpopulation of poorly differentiated cells, often referred to as cancer stem cells (CSCs), that have the capacity for self-renewal, tumor initiation, and generation of nontumorigenic progeny. Despite their potentially key role in tumor establishment and maintenance, the energy requirements of these cells and the mechanisms that regulate their energy production are unknown. Here, we show that the oncofetal insulin-like growth factor 2 mRNA-binding protein 2 (IMP2, IGF2BP2) regulates oxidative phosphorylation (OXPHOS) in primary glioblastoma (GBM) sphere cultures (gliomaspheres), an established in vitro model for CSC expansion. We demonstrate that IMP2 binds several mRNAs that encode mitochondrial respiratory chain complex subunits and that it interacts with complex I (NADH:ubiquinone oxidoreductase) proteins. Depletion of IMP2 in gliomaspheres decreases their oxygen consumption rate and both complex I and complex IV activity that results in impaired clonogenicity in vitro and tumorigenicity in vivo. Importantly, inhibition of OXPHOS but not of glycolysis abolishes GBM cell clonogenicity. Our observations suggest that gliomaspheres depend on OXPHOS for their energy production and survival and that IMP2 expression provides a key mechanism to ensure OXPHOS maintenance by delivering respiratory chain subunit-encoding mRNAs to mitochondria and contributing to complex I and complex IV assembly.

Importance of the subscapularis muscle after total shoulder arthroplasty.

BACKGROUND: The rotator cuff muscles are the main stabilizer of the glenohumeral joint. After total shoulder arthroplasty using anterior approaches, a dysfunction of the subscapularis muscle has been reported. In the present paper we tested the hypothesis that a deficient subscapularis following total shoulder arthroplasty can induce joint instability. METHODS: To test this hypothesis we have developed an EMG-driven musculoskeletal model of the glenohumeral joint. The model was based on an algorithm that minimizes the difference between measured and predicted muscular activities, while satisfying the mechanical equilibrium of the glenohumeral joint. A movement of abduction in the scapular plane was simulated. We compared a normal and deficient subscapularis. Muscle forces, joint force, contact pattern and humeral head translation were evaluated. FINDINGS: To satisfy the mechanical equilibrium, a deficient subscapularis induced a decrease of the force of the infraspinatus muscle. This force decrease was balanced by an increase of the supraspinatus and middle deltoid. As a consequence, the deficient subscapularis induced an upward migration of the humeral head, an eccentric contact pattern and higher stress within the cement. INTERPRETATION: These results confirm the importance of the suscapularis for the long-term stability of total shoulder arthroplasty.

Geomodelling of a fluvial system with semi-supervised support vector regression

Fluvial deposits are a challenge for modelling flow in sub-surface reservoirs. Connectivity and continuity of permeable bodies have a major impact on fluid flow in porous media. Contemporary object-based and multipoint statistics methods face a problem of robust representation of connected structures. An alternative approach to model petrophysical properties is based on machine learning algorithm ? Support Vector Regression (SVR). Semi-supervised SVR is able to establish spatial connectivity taking into account the prior knowledge on natural similarities. SVR as a learning algorithm is robust to noise and captures dependencies from all available data. Semi-supervised SVR applied to a synthetic fluvial reservoir demonstrated robust results, which are well matched to the flow performance

Modelling tree population dynamics at the alpine and boreal tree-line ecotones in response to climate and land-use change

Summary Ecotones are sensitive to change because they contain high numbers of species living at the margin of their environmental tolerance. This is equally true of tree-lines, which are determined by attitudinal or latitudinal temperature gradients. In the current context of climate change, they are expected to undergo modifications in position, tree biomass and possibly species composition. Attitudinal and latitudinal tree-lines differ mainly in the steepness of the underlying temperature gradient: distances are larger at latitudinal tree-lines, which could have an impact on the ability of tree species to migrate in response to climate change. Aside from temperature, tree-lines are also affected on a more local level by pressure from human activities. These are also changing as a consequence of modifications in our societies and may interact with the effects of climate change. Forest dynamics models are often used for climate change simulations because of their mechanistic processes. The spatially-explicit model TreeMig was used as a base to develop a model specifically tuned for the northern European and Alpine tree-line ecotones. For the latter, a module for land-use change processes was also added. The temperature response parameters for the species in the model were first calibrated by means of tree-ring data from various species and sites at both tree-lines. This improved the growth response function in the model, but also lead to the conclusion that regeneration is probably more important than growth for controlling tree-line position and species' distributions. The second step was to implement the module for abandonment of agricultural land in the Alps, based on an existing spatial statistical model. The sensitivity of its most important variables was tested and the model's performance compared to other modelling approaches. The probability that agricultural land would be abandoned was strongly influenced by the distance from the nearest forest and the slope, bath of which are proxies for cultivation costs. When applied to a case study area, the resulting model, named TreeMig-LAb, gave the most realistic results. These were consistent with observed consequences of land-abandonment such as the expansion of the existing forest and closing up of gaps. This new model was then applied in two case study areas, one in the Swiss Alps and one in Finnish Lapland, under a variety of climate change scenarios. These were based on forecasts of temperature change over the next century by the IPCC and the HadCM3 climate model (ΔT: +1.3, +3.5 and +5.6 °C) and included a post-change stabilisation period of 300 years. The results showed radical disruptions at both tree-lines. With the most conservative climate change scenario, species' distributions simply shifted, but it took several centuries reach a new equilibrium. With the more extreme scenarios, some species disappeared from our study areas (e.g. Pinus cembra in the Alps) or dwindled to very low numbers, as they ran out of land into which they could migrate. The most striking result was the lag in the response of most species, independently from the climate change scenario or tree-line type considered. Finally, a statistical model of the effect of reindeer (Rangifer tarandus) browsing on the growth of Pinus sylvestris was developed, as a first step towards implementing human impacts at the boreal tree-line. The expected effect was an indirect one, as reindeer deplete the ground lichen cover, thought to protect the trees against adverse climate conditions. The model showed a small but significant effect of browsing, but as the link with the underlying climate variables was unclear and the model was not spatial, it was not usable as such. Developing the TreeMig-LAb model allowed to: a) establish a method for deriving species' parameters for the growth equation from tree-rings, b) highlight the importance of regeneration in determining tree-line position and species' distributions and c) improve the integration of social sciences into landscape modelling. Applying the model at the Alpine and northern European tree-lines under different climate change scenarios showed that with most forecasted levels of temperature increase, tree-lines would suffer major disruptions, with shifts in distributions and potential extinction of some tree-line species. However, these responses showed strong lags, so these effects would not become apparent before decades and could take centuries to stabilise. Résumé Les écotones son sensibles au changement en raison du nombre élevé d'espèces qui y vivent à la limite de leur tolérance environnementale. Ceci s'applique également aux limites des arbres définies par les gradients de température altitudinaux et latitudinaux. Dans le contexte actuel de changement climatique, on s'attend à ce qu'elles subissent des modifications de leur position, de la biomasse des arbres et éventuellement des essences qui les composent. Les limites altitudinales et latitudinales diffèrent essentiellement au niveau de la pente des gradients de température qui les sous-tendent les distance sont plus grandes pour les limites latitudinales, ce qui pourrait avoir un impact sur la capacité des espèces à migrer en réponse au changement climatique. En sus de la température, la limite des arbres est aussi influencée à un niveau plus local par les pressions dues aux activités humaines. Celles-ci sont aussi en mutation suite aux changements dans nos sociétés et peuvent interagir avec les effets du changement climatique. Les modèles de dynamique forestière sont souvent utilisés pour simuler les effets du changement climatique, car ils sont basés sur la modélisation de processus. Le modèle spatialement explicite TreeMig a été utilisé comme base pour développer un modèle spécialement adapté pour la limite des arbres en Europe du Nord et dans les Alpes. Pour cette dernière, un module servant à simuler des changements d'utilisation du sol a également été ajouté. Tout d'abord, les paramètres de la courbe de réponse à la température pour les espèces inclues dans le modèle ont été calibrées au moyen de données dendrochronologiques pour diverses espèces et divers sites des deux écotones. Ceci a permis d'améliorer la courbe de croissance du modèle, mais a également permis de conclure que la régénération est probablement plus déterminante que la croissance en ce qui concerne la position de la limite des arbres et la distribution des espèces. La seconde étape consistait à implémenter le module d'abandon du terrain agricole dans les Alpes, basé sur un modèle statistique spatial existant. La sensibilité des variables les plus importantes du modèle a été testée et la performance de ce dernier comparée à d'autres approches de modélisation. La probabilité qu'un terrain soit abandonné était fortement influencée par la distance à la forêt la plus proche et par la pente, qui sont tous deux des substituts pour les coûts liés à la mise en culture. Lors de l'application en situation réelle, le nouveau modèle, baptisé TreeMig-LAb, a donné les résultats les plus réalistes. Ceux-ci étaient comparables aux conséquences déjà observées de l'abandon de terrains agricoles, telles que l'expansion des forêts existantes et la fermeture des clairières. Ce nouveau modèle a ensuite été mis en application dans deux zones d'étude, l'une dans les Alpes suisses et l'autre en Laponie finlandaise, avec divers scénarios de changement climatique. Ces derniers étaient basés sur les prévisions de changement de température pour le siècle prochain établies par l'IPCC et le modèle climatique HadCM3 (ΔT: +1.3, +3.5 et +5.6 °C) et comprenaient une période de stabilisation post-changement climatique de 300 ans. Les résultats ont montré des perturbations majeures dans les deux types de limites de arbres. Avec le scénario de changement climatique le moins extrême, les distributions respectives des espèces ont subi un simple glissement, mais il a fallu plusieurs siècles pour qu'elles atteignent un nouvel équilibre. Avec les autres scénarios, certaines espèces ont disparu de la zone d'étude (p. ex. Pinus cembra dans les Alpes) ou ont vu leur population diminuer parce qu'il n'y avait plus assez de terrains disponibles dans lesquels elles puissent migrer. Le résultat le plus frappant a été le temps de latence dans la réponse de la plupart des espèces, indépendamment du scénario de changement climatique utilisé ou du type de limite des arbres. Finalement, un modèle statistique de l'effet de l'abroutissement par les rennes (Rangifer tarandus) sur la croissance de Pinus sylvestris a été développé, comme première étape en vue de l'implémentation des impacts humains sur la limite boréale des arbres. L'effet attendu était indirect, puisque les rennes réduisent la couverture de lichen sur le sol, dont on attend un effet protecteur contre les rigueurs climatiques. Le modèle a mis en évidence un effet modeste mais significatif, mais étant donné que le lien avec les variables climatiques sous jacentes était peu clair et que le modèle n'était pas appliqué dans l'espace, il n'était pas utilisable tel quel. Le développement du modèle TreeMig-LAb a permis : a) d'établir une méthode pour déduire les paramètres spécifiques de l'équation de croissance ä partir de données dendrochronologiques, b) de mettre en évidence l'importance de la régénération dans la position de la limite des arbres et la distribution des espèces et c) d'améliorer l'intégration des sciences sociales dans les modèles de paysage. L'application du modèle aux limites alpines et nord-européennes des arbres sous différents scénarios de changement climatique a montré qu'avec la plupart des niveaux d'augmentation de température prévus, la limite des arbres subirait des perturbations majeures, avec des glissements d'aires de répartition et l'extinction potentielle de certaines espèces. Cependant, ces réponses ont montré des temps de latence importants, si bien que ces effets ne seraient pas visibles avant des décennies et pourraient mettre plusieurs siècles à se stabiliser.

Nicotinamide phosphoribosyltransferase as a target in inflammation- related disorders.

NAD(+) biosynthesis through nicotinamide phosphoribosyltransferase (NAMPT) holds potential as a target for the treatment of inflammatory disorders due to NAD(+)'s role in immune cell signaling and metabolism. In addition to its activity as an enzyme, NAMPT is also secreted in the extracellular space where it acts as a pro-inflammatory and proangiogenic cytokine. NAMPT inhibition with FK866 has anti-inflammatory activity in different models of immune disorders and it prevents ischemia-reperfusion-induced heart damage by dampening the production of neutrophil chemoattractants. NAMPT blockade with a neutralizing antibody has beneficial effects in an acute lung injury model. Last, but not least, the anticancer activity of NAMPT inhibitors may also reflect, at least in part, their ability to modify the cancer microenvironment through their anti-inflammatory properties. Overall, NAMPT inhibition holds potential for the treatment of inflammation-related disorders and the development of effective and safe NAMPT inhibitors remains an area of strong interest in pharmaceutical research.

Long-term and long range migration of radioisotopes in terrestrial systems : mechanisms of radioisotopes (Cs, Sr, Pu, Am) mobilization in soils

Summary Artificial radionuclides were released in the environment during the atmospheric nuclear weapon tests and after accidental events involving nuclear industries. As a primary receptor of the deposition, the soil is a very sensitive compartment and understanding the interaction and migration of radionuclides within soils allows the development of scenario for the contamination risk of the population and of the environment. Most available field studies on radionuclides in soils only concern one or two isotopes, mostly 137Cs, and few physico-chemical soil parameters. The purpose of this study was a broader understanding of the radioecology of an Alpine valley. In a first part, we aimed to describe the depth distribution of 137Cs, 90Sr, 239+240Pu, and 241Am within different alpine soils and to identify some stable elements as indicators for accumulating layers. In the central part of the study, the goal was to investigate the repartition of ^Sr and 239Pu between the truly dissolved fraction and the colloidal fraction of the soil solutions and to identify the nature of colloids involved in the adsorption of ^Sr and 239Pu. These results were integrated in an "advection- sorption" transport model seeking to explain the migration of 239Pu and 90Sr within the soils and to assess the importance of colloidal transport for these two isotopes. A further aspect studied was the role of the competition between the radioisotopes (137Cs and 90Sr) and their stable chemical analogues (K and Ca) with respect to plant uptake by different plant species. The results on the depth distribution within the soils showed that 137Cs was mostly retained in the topsoil, to the exception of an organic-rich soil (Histosol 2) receiving important surface runoff, where migration down to a depth of 30 cm was observed. 137Cs depth distribution within the soils was similar to unsupported 210Pb depth distribution. The plant uptake of 137Cs clearly depended on the concentration of exchangeable potassium in the soils. Moreover, we showed that the 137Cs uptake by certain species of the taxonomic orders Poales and Rosales was more sensitive to the increase in exchangeable Κ compared to other orders. Strontium-90 was much more mobile in the soils than 137Cs and depth migration and accumulation in specific AI- and Fe-rich layers were found down to 30 cm. Copper and Ni showed accumulations in these same layers, indicating their potential to be used as indicators for the migration of ^Sr within the soils. In addition, we observed a 90Sr activity peak in the topsoil that can be attributable to recycling of 90Sr by plant uptake. We demonstrated for the first time that a part of 90Sr (at least 40%) was associated with the colloids in organic-rich soil solutions. Therefore, we predict a significant effect of the colloidal migration of ^Sr in organic-rich soil solutions. The plant uptake results for 90Sr indicated a phylogenetic effect between Non-Eudicot and Eudicots: the order Poales concentrating much less 90Sr than Eudicots do. Moreover, we were able to demonstrate that the sensitivity of the 90Sr uptake by 5 different Alpine plant species to the amount of exchangeable Ca was species-independent. Plutonium and 241Am accumulated in the second layer of all soils and only a slight migration deeper than 20 cm was observed. Plutonium and 241Am showed a similar depth distribution in the soils. The model results suggested that the present day migration of 239Pu was very slow and that the uptake by plants was negligible. 239Pu activities between 0.01 to 0.08 mBq/L were measured in the bulk soil solutions. Migration of 239Pu with the soil solution is dominated by colloidal transport. We reported strong evidences that humic substances were responsible of the sorption of 239Pu to the colloidal fraction of the soil solutions. This was reflected by the strong correlation between 239Pu concentrations and the content of (colloidal) organic matter in the soil solution. Résumé Certains radioéléments artificiels ont été disséminés dans l'environnement suite aux essais atmosphériques de bombes nucléaires et suite à des accidents impliquant les industries nucléaires. En tant que récepteur primaire de la déposition, le sol est un compartiment sensible et des connaissances sur les interactions et la migration des radioéléments dans le sol permettent de développer des modèles pour estimer la contamination de la population et de l'environnement. Actuellement, la plupart des études de terrain sur ce sujet concernent uniquement un ou deux radioéléments, surtout le 137Cs et peu d'études intègrent les paramètres du sol pour expliquer la migration des radioéléments. Le but général de cette étude était une compréhension étendue de la radio-écologie d'une vallée alpine. Notre premier objectif était de décrire la distribution en profondeur de 137Cs, ^Sr, 239+240pu et 241Am dans différents sols alpins en relation avec des éléments stables du sol, dans le but d'identifier des éléments stables qui pourraient servir d'indicateurs pour des horizons accumulateurs. L'objectif de la deuxième partie, qui était la partie centrale de l'étude, était d'estimer le pourcentage d'activité sous forme colloïdale du 239Pu et du 90Sr dans les solutions des sols. De plus nous avons déterminé la nature des colloïdes impliqués dans la fixation du ^Sr et 239Pu. Nous avons ensuite intégré ces résultats dans un modèle de transport développé dans le but de décrire la migration du 239Pu et 90Sr dans le sol. Finalement, nous avons étudié l'absorption de 137Cs et 90Sr par les plantes en fonction de l'espèce et de la compétition avec leur élément analogue stable (K et Ca). Les résultats sur la migration en profondeur du 137Cs ont montré que ce radioélément était généralement retenu en surface, à l'exception d'un sol riche en matière organique dans lequel nous avons observé une nette migration en profondeur. Dans tous les sols, la distribution en profondeur du 137Cs était corrélée avec la distribution du 210Pb. L'absorption du 137Cs par les plantes, était dépendante de la concentration en Κ échangeable dans le sol, le potassium étant un compétiteur. De plus, nous avons observé que les espèces ne réagissaient pas de la même manière aux variations de la concentration de Κ échangeable. En effet, les espèces appartenant aux ordres des Poales et des Rosales étaient plus sensibles aux variations de potassium échangeable dans le sol. Dans tous les sols Le 90Sr était beaucoup plus mobile que le 137Cs. En effet, nous avons observé des accumulations de 90Sr dans des horizons riches en Fe et Al jusqu'à 30 cm de profondeur. De plus, le Cu et le Ni montraient des accumulations dans les mêmes horizons que le 90Sr, indiquant qu'il pourrait être possible d'utiliser ces deux éléments comme analogues pour la migration du 90Sr. D'après le modèle développé, le pic de 90Sr dans les premiers centimètres du sol peut être attribué à du recyclage par les plantes. Le 90Sr en solution était principalement sous forme dissoute dans des solutions de sols peu organique (entre 60 et 100% de 90Sr dissous). Par contre, dans des solutions organiques, un important pourcentage de 90Sr (plus de 40%) était associé aux colloïdes. La migration colloïdale du 90Sr peut donc être significative dans des solutions organiques. Comme pour le 137Cs, l'absorption du 90Sr par les plantes dépendait de la concentration de son analogue chimique dans la fraction échangeable du sol. Par contre, les espèces de plantes étudiées avaient la même sensibilité aux variations de la concentration du calcium échangeable. Le plutonium et l'américium étaient accumulés dans le deuxième horizon du sol et nous avons observé seulement une faible migration plus profondément que 20 cm. Selon le modèle, la migration actuelle du plutonium est très lente et l'absorption par les plantes semble négligeable. Nous avons mesuré entre 0.01 et 0.08 mBq/L de 239Pu dans les solutions de sol brutes. La migration du plutonium par la solution du sol est due principalement aux colloïdes, probablement de nature humique. Résumé grand public Dans les années 1950 à 1960, l'environnement a été contaminé par des éléments radioactifs (radioéléments) artificiels provenant des essais des armes atomiques et de l'industrie nucléaire. En effet, durant ces années, les premiers essais de bombes atomiques se faisaient dans l'atmosphère, libérant de grandes quantités d'éléments radioactifs. De plus certains accidents impliquant l'industrie nucléaire civile ont contribué à la dissémination d'éléments radioactifs dans l'environnement. Ce fut par exemple le cas de l'accident de la centrale atomique de Tchernobyl en 1986 qui a causé une importante contamination d'une grande partie de l'Europe par le 137Cs. Lorsqu'ils sont libérés dans l'atmosphère, les radioéléments sont dispersés et transportés par les courants atmosphériques, puis peuvent être déposés dans l'environnement, principalement par les précipitations. Une fois déposés sur le sol, les radioéléments vont interagir avec les composants du sol et migrer plus ou moins vite. La connaissance des interactions des éléments radioactifs avec le sol est donc importante pour prédire les risques de contamination de l'environnement et de l'homme. Le but général de ce travail était d'évaluer la migration de différents éléments radioactifs (césium-137, strontium-90, plutonium et américium-241) à travers le sol. Nous avons choisi un site d'étude en milieu alpin (Val Piora, Tessin, Suisse), contaminé en radioéléments principalement par les retombées de l'accident de Tchernobyl et des essais atmosphériques de bombes atomiques. Dans un premier temps, nous avons caractérisé la distribution en profondeur des éléments radioactifs dans le sol et l'avons comparée à divers éléments stables. Cette comparaison nous a permit de remarquer que le cuivre et le nickel s'accumulaient dans les mêmes horizons du sol que le strontium-90 et pourraient donc être utilisés comme analogue pour la migration du strontium-90 dans les sols. Dans la plupart des sols étudiés, la migration du césium-137, du plutonium et de l'américium-241 était lente et ces radioéléments étaient donc accumulés dans les premiers centimètres du sol. Par contre, le strontium-90 a migré beaucoup plus rapidement que les autres radioéléments si bien qu'on observe des accumulations de strontium-90 à plus de 30 cm de profondeur. Les radioéléments migrent dans la solution du sol soit sous forme dissoute, soit sous forme colloïdale, c'est-à-dire associés à des particules de diamètre < Ιμηι. Cette association avec des colloïdes permet à des radioéléments peu solubles, comme le plutonium, de migrer plus rapidement qu'attendu. Nous avons voulu savoir quelle était la part de strontium-90 et plutonium associés à des colloïdes dans la solution du sol. Les résultats ont montré que le plutonium en solution était principalement associé à des colloïdes de type organique. Quant au strontium-90, ce dernier était en partie associé à des colloïdes dans des solutions de sol riches en matière organique, par contre, il était principalement sous forme dissoute dans les solutions de sol peu organiques. L'absorption de radioéléments par les plantes représente une voie importante pour le transfert vers la chaîne alimentaire, par conséquent pour la contamination de l'homme. Nous avons donc étudié le transfert du césium-137 et du strontium-90 de plusieurs sols vers différentes espèces de plantes. Les résultats ont montré que l'absorption des radioéléments par les plantes était liée à la concentration de leur analogue chimique (calcium pour le strontium-90 et potassium pour le césium- 137) dans la fraction échangeable du sol. De plus certaines espèces de plantes accumulent significativement moins de strontium-90.

On the dual contrast enhancement mechanism in frequency-selective inversion-recovery magnetic resonance angiography (IRON-MRA)

The susceptibility of blood changes after administration of a paramagnetic contrast agent that shortens T(1). Concomitantly, the resonance frequency of the blood vessels shifts in a geometry-dependent way. This frequency change may be exploited for incremental contrast generation by applying a frequency-selective saturation prepulse prior to the imaging sequence. The dual origin of vascular enhancement depending first on off-resonance and second on T(1) lowering was investigated in vitro, together with the geometry dependence of the signal at 3T. First results obtained in an in vivo rabbit model are presented.

A quorum sensing regulated small volatile molecule reduces acute virulence and promotes chronic infection phenotypes.

A significant number of environmental microorganisms can cause serious, even fatal, acute and chronic infections in humans. The severity and outcome of each type of infection depends on the expression of specific bacterial phenotypes controlled by complex regulatory networks that sense and respond to the host environment. Although bacterial signals that contribute to a successful acute infection have been identified in a number of pathogens, the signals that mediate the onset and establishment of chronic infections have yet to be discovered. We identified a volatile, low molecular weight molecule, 2-amino acetophenone (2-AA), produced by the opportunistic human pathogen Pseudomonas aeruginosa that reduces bacterial virulence in vivo in flies and in an acute mouse infection model. 2-AA modulates the activity of the virulence regulator MvfR (multiple virulence factor regulator) via a negative feedback loop and it promotes the emergence of P. aeruginosa phenotypes that likely promote chronic lung infections, including accumulation of lasR mutants, long-term survival at stationary phase, and persistence in a Drosophila infection model. We report for the first time the existence of a quorum sensing (QS) regulated volatile molecule that induces bistability phenotype by stochastically silencing acute virulence functions in P. aeruginosa. We propose that 2-AA mediates changes in a subpopulation of cells that facilitate the exploitation of dynamic host environments and promote gene expression changes that favor chronic infections.

Diffusion of influenza during the winter of 1889-90 in Switzerland

The influenza of the winter of 1889-90 was one of the first epidemics to spread all over the world. At the time, several people hypothesized that the railway was one of the main vectors of diffusion of this influenza. This hypothesis was defended in Switzerland especially by Schmid, Chief of the Swiss Office of Health, who collected an impressive body of material about the spread of the epidemic in that country. These data on influenza combined with data about the structure of the railway are used in this paper in order to test the hypothesis of a mixed diffusion process, first between communes interconnected by the railway, and secondly, between those communes and neighbouring communes. An event history analysis model taking into account diffusion effects is proposed and estimated. Results show that the hypothesis is supported if the railway network in Switzerland is not taken as a whole but if a distinction between railway companies is made.

Adiponectin and heme oxygenase-1 suppress TLR4/MyD88-independent signaling in rat Kupffer cells and in mice after chronic ethanol exposure.

Alcoholic liver disease is mediated via activation of TLR4 signaling; MyD88-dependent and -independent signals are important contributors to injury in mouse models. Adiponectin, an anti-inflammatory adipokine, suppresses TLR4/MyD88-dependent responses via induction of heme oxygenase-1 (HO-1). Here we investigated the interactions between chronic ethanol, adiponectin, and HO-1 in regulation of TLR4/MyD88-independent signaling in macrophages and an in vivo mouse model. After chronic ethanol feeding, LPS-stimulated expression of IFN-β and CXCL10 mRNA was increased in primary cultures of Kupffer cells compared with pair-fed control mice. Treatment of Kupffer cells with globular adiponectin (gAcrp) normalized this response. LPS-stimulated IFN-β/CXCL10 mRNA and CXCL10 protein was also reduced in RAW 264.7 macrophages treated with gAcrp or full-length adiponectin. gAcrp and full-length adiponectin acted via adiponectin receptors 1 and 2, respectively. gAcrp decreased TLR4 expression in both Kupffer cells and RAW 264.7 macrophages. Small interfering RNA knockdown of HO-1 or inhibition of HO-1 activity with zinc protoporphyrin blocked these effects of gAcrp. C57BL/6 mice were exposed to chronic ethanol feeding, with or without treatment with cobalt protoporphyrin, to induce HO-1. After chronic ethanol feeding, mice were sensitized to in vivo challenge with LPS, expressing increased IFN-β/CXCL10 mRNA and CXCL10 protein in liver compared with control mice. Pretreatment with cobalt protoporphyrin 24 h before LPS challenge normalized this effect of ethanol. Adiponectin and induction of HO-1 potently suppressed TLR4-dependent/MyD88-independent cytokine expression in primary Kupffer cells from rats and in mouse liver after chronic ethanol exposure. These data suggest that induction of HO-1 may be a useful therapeutic strategy in alcoholic liver disease.

Study of the incorporation and the anti-tumour efficacy of radio-iododeoxyuridine according to the cellular cycle and in presence of synthesis inhibitor of thymidine

Résumé La iododeoxyuridine (IdUrd), une fois marqué au 123I ou au 125I, est un agent potentiel pour des thérapies par rayonnements Auger. Cependant, des limitations restreignent son incorporation dans l'ADN. Afin d'augmenter celle-ci, différents groupes ont étudié la fluorodeoxyuridine (FdUrd), qui favorise l'incorporation d'analogue de la thymidine, sans toutefois parvenir à une toxicité associé plus importante. Dans notre approche, 3 lignées cellulaires de glioblastomes humains et une lignée de cancer ovarien ont été utilisées. Nous avons observé, 16 à 24 h après un court pré-traitement à la FdUrd, un fort pourcentage de cellules s'accumulant en phase S. Plus qu'une accumulation, c'était une synchronisation des cellules, celles-ci restant capables d'incorporer la radio-IdIrd et repartant dans le cycle cellulaire. De plus, ces cellules accumulées après un pré-traitement à la FdUrd étaient plus radio-sensibles. Après le même intervalle de 16 à 24 h suivant la FdUrd, les 4 lignées cellulaires ont incorporé des taux plus élevés de radio-IdUrd que sans ce prétraitement. Une corrélation temporelle entre l'accumulation des cellules en phase S et la forte incorporation de radio-IdUrd a ainsi été révélée 16 à 24 h après pré-traitement à la FdUrd. Les expériences de traitement par rayonnements Auger sur les cellules accumulées en phase S ont montré une augmentation significative de l'efficacité thérapeutique de 125I-IdUrd comparé aux cellules non prétraitées à la FdUrd. Une première estimation a permis de déterminer que 100 désintégrations de 125I par cellules étant nécessaires afin d'atteindre l'efficacité thérapeutique. De plus, p53 semble jouer un rôle dans l'induction directe de mort cellulaire après des traitements par rayonnements Auger, comme indiqué par les mesures par FACS d'apoptose et de nécrose 24 et 48 h après le traitement. Concernant les expériences in vivo, nous avons observé une incorporation marquée de la radio-IdUrd dans l'ADN après un pré-traitement à la FdUrd dans un model de carcinomatose ovarienne péritonéale. Une augmentation encore plus importante a été observée après injection intra-tumorale dans des transplants sous-cutanés de glioblastomes sur des souris nues. Ces modèles pourraient être utilisés pour de plus amples études de diffusion de radio-IdUrd et de thérapie par rayonnement Auger. En conclusion, ce travail montre une première application réussie de la FdUrd afin d'accroître l'efficacité de la radio-IdUrd par traitements aux rayonnements Auger. La synchronisation des cellules en phase S combinée avec la forte incorporation de radio-IdUrd dans l'ADN différées après un pré-traitement à la FdUrd ont montré le gain thérapeutique attendu in vitro. De plus, des études in vivo sont tout indiquées après les observations encourageantes d'incorporation de radio-IdUrd dans les models de transplants sous-cutanés de glioblastomes et de tumeurs péritonéales ovariennes. Summary Iododeoxyuridine (IdUrd), labelled with 123I or 125I, could be a potential Auger radiation therapy agent. However, limitations restrict its DNA incorporation in proliferating cells. Therefore, fluorodeoxyuridine (FdUrd), which favours incorporation of thymidine analogues, has been studied by different groups in order to increase radio-IdUrd DNA incorporation, however therapeutic efficacy increase could not be reached. In our approach, 3 human glioblastoma cell lines with different p53 expression and one ovarian cancer line were pre-treated with various FdUrd conditions. We observed a high percentage of cells accumulating in early S phase 16 to 24 h after a short and non-toxic FdUrd pre-treatment. More than an accumulation, this was a synchronization, cells remaining able to incorporate radio-IdUrd and re-entering the cell cycle. Furthermore, the S phase accumulated cells post FdUrd pre-treatment were more radiosensitive. After the same delay of 16 to 24 h post FdUrd pre-treatment, the 4 cell lines were incorporating higher rates of radio-IdUrd compared with untreated cells. A time correlation between S phase accumulation and high radio-IdUrd incorporation was therefore revealed 16 to 24 h post FdUrd pre-treatment. Auger radiation treatment experiments performed on S phase enriched cells showed a significant increase of killing efficacy of 125I-IdUrd compared with cells not pre-treated with FdUrd. A first estimation indicates further that about 100 125I decays were required to reach killing in the targeted cells. Moreover, p53 might play a role on the direct induction of cell death pathways after Auger radiation treatments, as indicated by differential apoptosis and necrosis induction measured by FACS 24 and 48 h after treatment initiation. Concerning in vivo results, we observed a marked DNA incorporation increase of radio-IdUrd after FdUrd pre-treatment in peritoneal carcinomatosis in SCID mice. Even higher incorporation increase was observed after intra-tumoural injection of radio-IdUrd in subcutaneous glioblastoma transplants in nude mice. These tumour models might be further useful for diffusion of radio-IdUrd and Auger radiation therapy studies. In conclusion, these data show a first successful application of thymidine synthesis inhibition able to increase the efficacy of radio-IdUrd Auger radiation treatment. The S phase synchronization combined with a high percentage DNA incorporation of radio-IdUrd delayed post FdUrd pre-treatment provided the expected therapeutic gain in vitro. Further in vivo studies are indicated after the observations of encouraging radio-IdUrd uptake experiments in glioblastoma subcutaneous xenografts and in an ovarian peritoneal carcinomatosis model.