Iterative image reconstruction techniques: cardiothoracic computed tomography applications.

Iterative image reconstruction algorithms provide significant improvements over traditional filtered back projection in computed tomography (CT). Clinically available through recent advances in modern CT technology, iterative reconstruction enhances image quality through cyclical image calculation, suppressing image noise and artifacts, particularly blooming artifacts. The advantages of iterative reconstruction are apparent in traditionally challenging cases-for example, in obese patients, those with significant artery calcification, or those with coronary artery stents. In addition, as clinical use of CT has grown, so have concerns over ionizing radiation associated with CT examinations. Through noise reduction, iterative reconstruction has been shown to permit radiation dose reduction while preserving diagnostic image quality. This approach is becoming increasingly attractive as the routine use of CT for pediatric and repeated follow-up evaluation grows ever more common. Cardiovascular CT in particular, with its focus on detailed structural and functional analyses, stands to benefit greatly from the promising iterative solutions that are readily available.

Selective effects of PPARgamma agonists and antagonists on human pre-adipocyte differentiation.

Aim: The insulin sensitizer rosiglitazone (RTZ) acts by activating peroxisome proliferator and activated receptor gamma (PPAR gamma), an effect accompanied in vivo in humans by an increase in fat storage. We hypothesized that this effect concerns PPARgamma(1) and PPARgamma(2) differently and is dependant on the origin of the adipose cells (subcutaneous or visceral). To this aim, the effect of RTZ, the PPARgamma antagonist GW9662 and lentiviral vectors expressing interfering RNA were evaluated on human pre-adipocyte models. Methods: Two models were investigated: the human pre-adipose cell line Chub-S7 and primary pre-adipocytes derived from subcutaneous and visceral biopsies of adipose tissue (AT) obtained from obese patients. Cells were used to perform oil-red O staining, gene expression measurements and lentiviral infections. Results: In both models, RTZ was found to stimulate the differentiation of pre-adipocytes into mature cells. This was accompanied by significant increases in both the PPARgamma(1) and PPARgamma(2) gene expression, with a relatively stronger stimulation of PPARgamma(2). In contrast, RTZ failed to stimulate differentiation processes when cells were incubated in the presence of GW9662. This effect was similar to the effect observed using interfering RNA against PPARgamma(2). It was accompanied by an abrogation of the RTZ-induced PPARgamma(2) gene expression, whereas the level of PPARgamma(1) was not affected. Conclusions: Both the GW9662 treatment and interfering RNA against PPARgamma(2) are able to abrogate RTZ-induced differentiation without a significant change of PPARgamma(1) gene expression. These results are consistent with previous results obtained in animal models and suggest that in humans PPARgamma(2) may also be the key isoform involved in fat storage.

METABOLIC EFFECTS OF DIETARY PROTEINS

SUMMARY :Non-alcoholic fatty liver disease (NAFLD) is characterized by an elevated intra- hepatocellular lipid (IHCL) concentration (> 5%). The incidence of NAFLD is frequently increased in obese patients, and is considered to be the hepatic component of the metabolic syndrome. The metabolic syndrome, also characterized by visceral obesity, altered glucose homeostasis, insulin resistance, dyslipidemia, and high blood pressure, represents actually a major public health burden. Both dietary factors and low physical activity are involved in the development of the metabolic syndrome. ln animals and healthy humans, high-fat or high-fructose diets lead to the development of several features of the metabolic syndrome including increased intrahepatic lipids and insulin resistance. ln contrast the effects of dietary protein are less well known, but an increase in protein intake has been suggested to exert beneficial effects by promoting weight loss and improving glucose homeostasis in insulin-resistant patients. Increased postprandial thermogenesis and enhanced satiety after protein ingestion may be both involved. The effects of dietary protein on hepatic lipids have been poorly investigated in humans, but preliminary studies in rodents have shown a reduction of hepatic lipids in carbohydrate fed rats and in obese rats. ln this context this work aimed at investigating the metabolic effects of dietary protein intake on hepatic lipid metabolism and glucose homeostasis in humans. The modulation by dietary proteins of exogenous lipid oxidation, net lipid oxidation, hepatic beta-oxidation, triglycerides concentrations, whole-body energy expenditure and glucose tolerance was assessed in the fasting state and in postprandial states. Measurements of IHCL were performed to quantify the amount of triglycerides in the liver. ln an attempt to cover all these metabolic aspects under different point of views, these questions were addressed by three protocols involving various feeding conditions. Study I addressed the effects of a 4-day hypercaloric high-fat high-protein diet on the accumulation of fat in the liver (IHCL) and on insulin sensitivity. Our findings indicated that a high protein intake significantly prevents intrahepatic fat deposition induced by a short- term hypercaloric high-fat diet, adverse effects of which are presumably modulated at the liver level.These encouraging results led us to conduct the second study (Study ll), as we were also interested in a more clinical approach to protein administration and especially if increased protein intakes might be of benefit for obese patients. Therefore the effects of one-month whey protein supplementation on IHCL, insulin sensitivity, lipid metabolism, glucose tolerance and renal function were assessed in obese women. Results showed that whey protein supplementation reduces hepatic steatosis and improves the plasma lipid profile in obese patients, without adverse effects on glucose tolerance or creatinine clearance. However since patients were fed ud-libitum, it remains possible that spontaneous carbohydrate and fat intakes were reduced due to the satiating effects of protein. The third study (Study lll) was designed in an attempt to deepen our comprehension about the mechanisms involved in the modulation of IHCL. We hypothesized that protein improved lipid metabolism and, therefore, we evaluated the effects of a high protein meal on postprandial lipid metabolism and glucose homeostasis after 4-day on a control or a protein diet. Our results did not sustain the hypothesis of an increased postprandial net lipid oxidation, hepatic beta oxidation and exogenous lipid oxidation. Four days on a high-protein diet rather decreased exogenous fat oxidation and enhanced postprandial triglyceride concentrations, by impairing probably chylomicron-TG clearance. Altogether the results of these three studies suggest a beneficial effect of protein intake on the reduction in lHCL, and clearly show that supplementation of proteins do not reduce IHCL by stimulating lipid metabolism, e.g. whole body fat oxidation, hepatic beta oxidation, or exogenous fat oxidation. The question of the effects of high-protein intakes on hepatic lipid metabolism is still open and will need further investigation to be elucidated. The effects of protein on increased postprandial lipemia and lipoproteins kinetics have been little investigated so far and might therefore be an interesting research question, considering the tight relationship between an elevation of plasmatic TG concentrations and the increased incidence of cardiovascular diseases.Résumé :La stéatose hépatique non alcoolique se caractérise par un taux de lipides intra-hépatiques élevé, supérieur à 5%. L'incidence de la stéatose hépatique est fortement augmentée chez les personnes obèses, ce qui mène à la définir comme étant la composante hépatique du syndrome métabolique. Ce syndrome se définit aussi par d'autres critères tels qu'obésité viscérale, altération de l'homéostasie du glucose, résistance à l'insuline, dyslipidémie et pression artérielle élevée. Le syndrome métabolique est actuellement un problème de santé publique majeur.Tant une alimentation trop riche et déséquilibrée, qu'une faible activité physique, semblent être des causes pouvant expliquer le développement de ce syndrome. Chez l'animal et le volontaire sain, des alimentations enrichies en graisses ou en sucres (fructose) favorisent le développement de facteurs associés au syndrome métabolique, notamment en augmentant le taux de lipides intra-hépatiques et en induisant le développement d'une résistance à l'insuline. Par ailleurs, les effets des protéines alimentaires sont nettement moins bien connus, mais il semblerait qu'une augmentation de l'apport en protéines soit bénéfique, favorisant la perte de poids et l'homéostasie du glucose chez des patients insulino-résistants. Une augmentation de la thermogenese postprandiale ainsi que du sentiment de satiété pourraient en être à l'origine.Les effets des protéines sur les lipides intra-hépatiques chez l'homme demeurent inconnus à ce jour, cependant des études préliminaires chez les rongeurs tendent à démontrer une diminution des lipides intra hépatiques chez des rats nourris avec une alimentation riche en sucres ou chez des rats obèses.Dans un tel contexte de recherche, ce travail s'est intéressé à l'étude des effets métaboliques des protéines alimentaires sur le métabolisme lipidique du foie et sur l'homéostasie du glucose. Ce travail propose d'évaluer l'effet des protéines alimentaires sur différentes voies métaboliques impliquant graisses et sucres, en ciblant d'une part les voies de l'oxydation des graisses exogènes, de la beta-oxydation hépatique et de l'oxydation nette des lipides, et d'autre part la dépense énergétique globale et l'évolution des concentrations sanguines des triglycérides, à jeun et en régime postprandial. Des mesures des lipides intra-hépatiques ont aussi été effectuées pour permettre la quantification des graisses déposées dans le foie.Dans le but de couvrir l'ensemble de ces aspects métaboliques sous différents angles de recherche, trois protocoles, impliquant des conditions alimentaires différentes, ont été entrepris pour tenter de répondre à ces questions. La première étude (Etude I) s'est intéressée aux effets d'u.ne suralimentation de 4 jours enrichie en graisses et protéines sur la sensibilité à l'insuline et sur l'accumulation de graisses intra-hépatiques. Les résultats ont démontré que l'apport en protéines prévient l'accumulation de graisses intra-hépatiques induite par une suralimentation riche en graisses de courte durée ainsi que ses effets délétères probablement par le biais de mécanismes agissant au niveau du foie. Ces résultats encourageants nous ont conduits à entreprendre une seconde étude (Etude ll) qui s'intéressait à l'implication clinique et aux bénéfices que pouvait avoir une supplémentation en protéines sur les graisses hépatiques de patients obèses. Ainsi nous avons évalué pendant un mois de supplémentation l'effet de protéines de lactosérum sur le taux de graisses intrahépatiques, la sensibilité à l'insuline, la tolérance au glucose, le métabolisme des graisses et la fonction rénale chez des femmes obèses. Les résultats ont été encourageants; la supplémentation en lactosérum améliore la stéatose hépatique, le profil lipidique des patientes obèses sans pour autant altérer la tolérance au glucose ou la clairance de la créatinine. L'effet satiétogene des protéines pourrait aussi avoir contribué à renforcer ces effets. La troisième étude s'est intéressée aux mécanismes qui sous-tendent les effets bénéfiques des protéines observés dans les 2 études précédentes. Nous avons supposé que les protéines devaient favoriser le métabolisme des graisses. Par conséquent, nous avons cherché a évaluer les effets d'un repas riche en protéines sur la lipémie postprandiale et l'homéostasie glucidique après 4 jours d'alimentation contrôlée soit isocalorique et équilibrée, soit hypercalorique enrichie en protéines. Les résultats obtenus n'ont pas vérifié l'hypothèse initiale ; ni une augmentation de l'oxydation nette des lipides, ni celle d'une augmentation de la béta-oxydation hépatique ou de l'oxydation d'un apport exogène de graisses n'a pu étre observée. A contrario, il semblerait même plutôt que 4 jours d'a]irnentation hyperprotéinée inhibent le métabolisme des graisses et augmente les concentrations sanguines de triglycérides, probablement par le biais d'une clairance de chylornicrons altérée. Globalement, les résultats de ces trois études nous permettent d'attester que les protéines exercent un effet bénéfique en prévenant le dépot de graisses intra-hépatiques et montrent que cet effet ne peut être attribué à une stimulation du métabolisme des lipides via l'augmentation des oxydations des graisses soit totales, hépatiques, ou exogènes. La question demeure en suspens à ce jour et nécessite de diriger la recherche vers d'autres voies d'exploration. Les effets des protéines sur la lipémie postprandiale et sur le cinétique des lipoprotéines n'a que peu été traitée à ce jour. Cette question me paraît néanmoins importante, sachant que des concentrations sanguines élevées de triglycérides sont étroitement corrélées à une incidence augmentée de facteurs de risque cardiovasculaire.

Reproducibility of Fatmax and Fat Oxidation Rates during Exercise in Recreationally Trained Males.

Aerobic exercise training performed at the intensity eliciting maximal fat oxidation (Fatmax) has been shown to improve the metabolic profile of obese patients. However, limited information is available on the reproducibility of Fatmax and related physiological measures. The aim of this study was to assess the intra-individual variability of: a) Fatmax measurements determined using three different data analysis approaches and b) fat and carbohydrate oxidation rates at rest and at each stage of an individualized graded test. Fifteen healthy males [body mass index 23.1±0.6 kg/m2, maximal oxygen consumption ([Formula: see text]) 52.0±2.0 ml/kg/min] completed a maximal test and two identical submaximal incremental tests on ergocycle (30-min rest followed by 5-min stages with increments of 7.5% of the maximal power output). Fat and carbohydrate oxidation rates were determined using indirect calorimetry. Fatmax was determined with three approaches: the sine model (SIN), measured values (MV) and 3rd polynomial curve (P3). Intra-individual coefficients of variation (CVs) and limits of agreement were calculated. CV for Fatmax determined with SIN was 16.4% and tended to be lower than with P3 and MV (18.6% and 20.8%, respectively). Limits of agreement for Fatmax were -2±27% of [Formula: see text] with SIN, -4±32 with P3 and -4±28 with MV. CVs of oxygen uptake, carbon dioxide production and respiratory exchange rate were <10% at rest and <5% during exercise. Conversely, CVs of fat oxidation rates (20% at rest and 24-49% during exercise) and carbohydrate oxidation rates (33.5% at rest, 8.5-12.9% during exercise) were higher. The intra-individual variability of Fatmax and fat oxidation rates was high (CV>15%), regardless of the data analysis approach employed. Further research on the determinants of the variability of Fatmax and fat oxidation rates is required.

Diabète de type 2: n'oubliez pas les troubles du comportement alimentaire [Patient with type 2 diabetes: don't forget eating disorders!]

The coexistence of diabetes and eating disorder (ED) is more prevalent than we think; indeed it seems to occur in 10 to 20% of cases. Therefore ED deserve attention to be detected and treated in order to permit a decreased in morbidity and better outcomes in body weight loss. The association of type 2 diabetes and ED is frequently seen in younger, overweighed or obese patients suffering of at least one psychiatric co-morbidities and frequently in a difficult psychosocial setting. To succeed in ED treatment, a multidisciplinary and specialised team in eating disorder is requested, however these patients are highly fragile and complex and therapeutic failure has to be feared.

Computational and statistical analysis of copy number variants in normal and cancer genomes

AbstractAlthough the genomes from any two human individuals are more than 99.99% identical at the sequence level, some structural variation can be observed. Differences between genomes include single nucleotide polymorphism (SNP), inversion and copy number changes (gain or loss of DNA). The latter can range from submicroscopic events (CNVs, at least 1kb in size) to complete chromosomal aneuploidies. Small copy number variations have often no (lethal) consequences to the cell, but a few were associated to disease susceptibility and phenotypic variations. Larger re-arrangements (i.e. complete chromosome gain) are frequently associated with more severe consequences on health such as genomic disorders and cancer. High-throughput technologies like DNA microarrays enable the detection of CNVs in a genome-wide fashion. Since the initial catalogue of CNVs in the human genome in 2006, there has been tremendous interest in CNVs both in the context of population and medical genetics. Understanding CNV patterns within and between human populations is essential to elucidate their possible contribution to disease. But genome analysis is a challenging task; the technology evolves rapidly creating needs for novel, efficient and robust analytical tools which need to be compared with existing ones. Also, while the link between CNV and disease has been established, the relative CNV contribution is not fully understood and the predisposition to disease from CNVs of the general population has not been yet investigated.During my PhD thesis, I worked on several aspects related to CNVs. As l will report in chapter 3, ! was interested in computational methods to detect CNVs from the general population. I had access to the CoLaus dataset, a population-based study with more than 6,000 participants from the Lausanne area. All these individuals were analysed on SNP arrays and extensive clinical information were available. My work explored existing CNV detection methods and I developed a variety of metrics to compare their performance. Since these methods were not producing entirely satisfactory results, I implemented my own method which outperformed two existing methods. I also devised strategies to combine CNVs from different individuals into CNV regions.I was also interested in the clinical impact of CNVs in common disease (chapter 4). Through an international collaboration led by the Centre Hospitalier Universitaire Vaudois (CHUV) and the Imperial College London I was involved as a main data analyst in the investigation of a rare deletion at chromosome 16p11 detected in obese patients. Specifically, we compared 8,456 obese patients and 11,856 individuals from the general population and we found that the deletion was accounting for 0.7% of the morbid obesity cases and was absent in healthy non- obese controls. This highlights the importance of rare variants with strong impact and provides new insights in the design of clinical studies to identify the missing heritability in common disease.Furthermore, I was interested in the detection of somatic copy number alterations (SCNA) and their consequences in cancer (chapter 5). This project was a collaboration initiated by the Ludwig Institute for Cancer Research and involved other groups from the Swiss Institute of Bioinformatics, the CHUV and Universities of Lausanne and Geneva. The focus of my work was to identify genes with altered expression levels within somatic copy number alterations (SCNA) in seven metastatic melanoma ceil lines, using CGH and SNP arrays, RNA-seq, and karyotyping. Very few SCNA genes were shared by even two melanoma samples making it difficult to draw any conclusions at the individual gene level. To overcome this limitation, I used a network-guided analysis to determine whether any pathways, defined by amplified or deleted genes, were common among the samples. Six of the melanoma samples were potentially altered in four pathways and five samples harboured copy-number and expression changes in components of six pathways. In total, this approach identified 28 pathways. Validation with two external, large melanoma datasets confirmed all but three of the detected pathways and demonstrated the utility of network-guided approaches for both large and small datasets analysis.RésuméBien que le génome de deux individus soit similaire à plus de 99.99%, des différences de structure peuvent être observées. Ces différences incluent les polymorphismes simples de nucléotides, les inversions et les changements en nombre de copies (gain ou perte d'ADN). Ces derniers varient de petits événements dits sous-microscopiques (moins de 1kb en taille), appelés CNVs (copy number variants) jusqu'à des événements plus large pouvant affecter des chromosomes entiers. Les petites variations sont généralement sans conséquence pour la cellule, toutefois certaines ont été impliquées dans la prédisposition à certaines maladies, et à des variations phénotypiques dans la population générale. Les réarrangements plus grands (par exemple, une copie additionnelle d'un chromosome appelée communément trisomie) ont des répercutions plus grave pour la santé, comme par exemple dans certains syndromes génomiques et dans le cancer. Les technologies à haut-débit telle les puces à ADN permettent la détection de CNVs à l'échelle du génome humain. La cartographie en 2006 des CNV du génome humain, a suscité un fort intérêt en génétique des populations et en génétique médicale. La détection de différences au sein et entre plusieurs populations est un élément clef pour élucider la contribution possible des CNVs dans les maladies. Toutefois l'analyse du génome reste une tâche difficile, la technologie évolue très rapidement créant de nouveaux besoins pour le développement d'outils, l'amélioration des précédents, et la comparaison des différentes méthodes. De plus, si le lien entre CNV et maladie a été établit, leur contribution précise n'est pas encore comprise. De même que les études sur la prédisposition aux maladies par des CNVs détectés dans la population générale n'ont pas encore été réalisées.Pendant mon doctorat, je me suis concentré sur trois axes principaux ayant attrait aux CNV. Dans le chapitre 3, je détaille mes travaux sur les méthodes d'analyses des puces à ADN. J'ai eu accès aux données du projet CoLaus, une étude de la population de Lausanne. Dans cette étude, le génome de plus de 6000 individus a été analysé avec des puces SNP et de nombreuses informations cliniques ont été récoltées. Pendant mes travaux, j'ai utilisé et comparé plusieurs méthodes de détection des CNVs. Les résultats n'étant pas complètement satisfaisant, j'ai implémenté ma propre méthode qui donne de meilleures performances que deux des trois autres méthodes utilisées. Je me suis aussi intéressé aux stratégies pour combiner les CNVs de différents individus en régions.Je me suis aussi intéressé à l'impact clinique des CNVs dans le cas des maladies génétiques communes (chapitre 4). Ce projet fut possible grâce à une étroite collaboration avec le Centre Hospitalier Universitaire Vaudois (CHUV) et l'Impérial College à Londres. Dans ce projet, j'ai été l'un des analystes principaux et j'ai travaillé sur l'impact clinique d'une délétion rare du chromosome 16p11 présente chez des patients atteints d'obésité. Dans cette collaboration multidisciplinaire, nous avons comparés 8'456 patients atteint d'obésité et 11 '856 individus de la population générale. Nous avons trouvés que la délétion était impliquée dans 0.7% des cas d'obésité morbide et était absente chez les contrôles sains (non-atteint d'obésité). Notre étude illustre l'importance des CNVs rares qui peuvent avoir un impact clinique très important. De plus, ceci permet d'envisager une alternative aux études d'associations pour améliorer notre compréhension de l'étiologie des maladies génétiques communes.Egalement, j'ai travaillé sur la détection d'altérations somatiques en nombres de copies (SCNA) et de leurs conséquences pour le cancer (chapitre 5). Ce projet fut une collaboration initiée par l'Institut Ludwig de Recherche contre le Cancer et impliquant l'Institut Suisse de Bioinformatique, le CHUV et les Universités de Lausanne et Genève. Je me suis concentré sur l'identification de gènes affectés par des SCNAs et avec une sur- ou sous-expression dans des lignées cellulaires dérivées de mélanomes métastatiques. Les données utilisées ont été générées par des puces ADN (CGH et SNP) et du séquençage à haut débit du transcriptome. Mes recherches ont montrées que peu de gènes sont récurrents entre les mélanomes, ce qui rend difficile l'interprétation des résultats. Pour contourner ces limitations, j'ai utilisé une analyse de réseaux pour définir si des réseaux de signalisations enrichis en gènes amplifiés ou perdus, étaient communs aux différents échantillons. En fait, parmi les 28 réseaux détectés, quatre réseaux sont potentiellement dérégulés chez six mélanomes, et six réseaux supplémentaires sont affectés chez cinq mélanomes. La validation de ces résultats avec deux larges jeux de données publiques, a confirmée tous ces réseaux sauf trois. Ceci démontre l'utilité de cette approche pour l'analyse de petits et de larges jeux de données.Résumé grand publicL'avènement de la biologie moléculaire, en particulier ces dix dernières années, a révolutionné la recherche en génétique médicale. Grâce à la disponibilité du génome humain de référence dès 2001, de nouvelles technologies telles que les puces à ADN sont apparues et ont permis d'étudier le génome dans son ensemble avec une résolution dite sous-microscopique jusque-là impossible par les techniques traditionnelles de cytogénétique. Un des exemples les plus importants est l'étude des variations structurales du génome, en particulier l'étude du nombre de copies des gènes. Il était établi dès 1959 avec l'identification de la trisomie 21 par le professeur Jérôme Lejeune que le gain d'un chromosome supplémentaire était à l'origine de syndrome génétique avec des répercussions graves pour la santé du patient. Ces observations ont également été réalisées en oncologie sur les cellules cancéreuses qui accumulent fréquemment des aberrations en nombre de copies (telles que la perte ou le gain d'un ou plusieurs chromosomes). Dès 2004, plusieurs groupes de recherches ont répertorié des changements en nombre de copies dans des individus provenant de la population générale (c'est-à-dire sans symptômes cliniques visibles). En 2006, le Dr. Richard Redon a établi la première carte de variation en nombre de copies dans la population générale. Ces découvertes ont démontrées que les variations dans le génome était fréquentes et que la plupart d'entre elles étaient bénignes, c'est-à-dire sans conséquence clinique pour la santé de l'individu. Ceci a suscité un très grand intérêt pour comprendre les variations naturelles entre individus mais aussi pour mieux appréhender la prédisposition génétique à certaines maladies.Lors de ma thèse, j'ai développé de nouveaux outils informatiques pour l'analyse de puces à ADN dans le but de cartographier ces variations à l'échelle génomique. J'ai utilisé ces outils pour établir les variations dans la population suisse et je me suis consacré par la suite à l'étude de facteurs pouvant expliquer la prédisposition aux maladies telles que l'obésité. Cette étude en collaboration avec le Centre Hospitalier Universitaire Vaudois a permis l'identification d'une délétion sur le chromosome 16 expliquant 0.7% des cas d'obésité morbide. Cette étude a plusieurs répercussions. Tout d'abord elle permet d'effectuer le diagnostique chez les enfants à naître afin de déterminer leur prédisposition à l'obésité. Ensuite ce locus implique une vingtaine de gènes. Ceci permet de formuler de nouvelles hypothèses de travail et d'orienter la recherche afin d'améliorer notre compréhension de la maladie et l'espoir de découvrir un nouveau traitement Enfin notre étude fournit une alternative aux études d'association génétique qui n'ont eu jusqu'à présent qu'un succès mitigé.Dans la dernière partie de ma thèse, je me suis intéressé à l'analyse des aberrations en nombre de copies dans le cancer. Mon choix s'est porté sur l'étude de mélanomes, impliqués dans le cancer de la peau. Le mélanome est une tumeur très agressive, elle est responsable de 80% des décès des cancers de la peau et est souvent résistante aux traitements utilisés en oncologie (chimiothérapie, radiothérapie). Dans le cadre d'une collaboration entre l'Institut Ludwig de Recherche contre le Cancer, l'Institut Suisse de Bioinformatique, le CHUV et les universités de Lausanne et Genève, nous avons séquencés l'exome (les gènes) et le transcriptome (l'expression des gènes) de sept mélanomes métastatiques, effectués des analyses du nombre de copies par des puces à ADN et des caryotypes. Mes travaux ont permis le développement de nouvelles méthodes d'analyses adaptées au cancer, d'établir la liste des réseaux de signalisation cellulaire affectés de façon récurrente chez le mélanome et d'identifier deux cibles thérapeutiques potentielles jusqu'alors ignorées dans les cancers de la peau.

Mutation screening of the urocortin gene: identification of new single nucleotide polymorphisms and association studies with obesity in French Caucasians.

A linkage between obesity-related phenotypes and the 2p21-23 locus has been reported previously. The urocortin (UCN) gene resides at this interval, and its protein decreases appetite behavior, suggesting that UCN may be a candidate gene for susceptibility to obesity. We localized the UCN gene by radiation hybrid mapping, and the surrounding markers were genotyped in a collection of French families. Evidence for linkage was shown between the marker D2S165 and leptin levels (LOD score, 1.34; P = 0.006) and between D2S2247 and the z-score of body mass index (LOD score, 1.829; P = 0.0019). The gene was screened for SNPs in 96 obese patients. Four new variants were established. Two single nucleotide polymorphisms were located in the promoter (-535 A-->G, -286 G-->A), one in intron 1 (+31 C-->G), and one in the 3'-untranslated region (+34 C-->T). Association studies in cohorts of 722 unrelated obese and 381 control subjects and transmission disequilibrium tests, performed for the two frequent promoter polymorphisms, in 120 families (894 individuals) showed that no association was present between these variants and obesity, obesity-related phenotypes, and diabetes. Thus, our analyses of the genetic variations of the UCN gene suggest that, at least in French Caucasians, they do not represent a major cause of obesity.

Factors associated with durable response to infliximab in Crohn's disease 5 years and beyond : a multicenter international cohort

BACKGROUND: Infliximab (IFX) has been used for over a decade worldwide. Less is known about the natural history of IFX use beyond a few years and which patients are more likely to sustain benefits. METHODS: Patients with Crohn's disease (CD) exposed to IFX from Massachusetts General Hospital, Boston, Saint-Antoine Hospital, Paris, and the Swiss IBD Cohort Study were identified through retrospective and prospective data collection, complemented by chart abstraction of electronic medical records. We compared long-term users of IFX (>5 yr of treatment, long-term users of infliximab [LTUI]), with non-LTUI patients to identify prognostic factors. RESULTS: We pooled data on 1014 patients with CD from 3 different databases, of whom 250 were defined as LTUI. The comparison group comprised 290 patients with CD who discontinued IFX: 48 primary nonresponses, 95 loss of responses, and 147 adverse events. Factors associated with LTUI were colonic involvements and an earlier age at the start of IFX. The prevalence of active smokers and obese patients differed markedly, but inversely, between American and European centers but did not impact outcome. The discontinuation rate was stable around 3% to 6%, each year from years 3 to 10. CONCLUSIONS: Young age at start of IFX and colonic CD are factors associated with a beneficial long-term use of IFX. After 5 years of IFX, there is still a 3% to 5% discontinuation rate annually. Several factors associated with a good initial response such as nonsmoker and shorter disease duration at IFX initiation do not seem associated with a longer term response.

Long-term effects of Roux-en-Y gastric bypass on postprandial plasma lipid and bile acids kinetics in female non diabetic subjects: A cross-sectional pilot study.

BACKGROUND AND AIMS: Formerly obese patients having undergone Roux-en-Y gastric bypass (RYGB) display both an accelerated digestion and absorption of carbohydrate and an increased plasma glucose clearance rate after meal ingestion. How RYGB effects postprandial kinetics of dietary lipids has yet not been investigated. METHODS: Plasma triglyceride (TG), apoB48, total apoB, bile acids (BA), fibroblast growth factor 19 (FGF19), and cholecystokinin (CCK) were measured in post-absorptive conditions and over 4-h following the ingestion of a mixed test meal in a cross-sectional, pilot study involving 11 formerly obese female patients 33.8 ± 16.4 months after RYGB surgery and in 11 weight- and age-matched female control participants. RESULTS: Compared to controls, RYGB patients had faster (254 ± 14 vs. 327 ± 7 min, p < 0.05) and lower (0.14 ± 0.04 vs. 0.35 ± 0.07 mM, p < 0.05) peak TG responses, but their peak apoB48 responses tended to be higher (2692 ± 336 vs. 1841 ± 228 ng/ml, p = 0.09). Their postprandial total BA concentrations were significantly increased and peaked earlier after meal ingestion than in controls. Their FGF19 and CCK concentrations also peaked earlier and to a higher value. CONCLUSIONS: The early postprandial apoB48 and BA responses indicate that RYGB accelerated the rate of dietary lipid absorption. The lower postprandial peak TG strongly suggests that the RYGB simultaneously increased the clearance of TG-rich lipoproteins. CLINICAL TRIAL REGISTRATION: NCT01891591.

Effects of a whey protein supplementation on intrahepatocellular lipids in obese female patients.

Background & aims: High protein diets have been shown to improve hepatic steatosis in rodent models and in high-fat fed humans. We therefore evaluated the effects of a protein supplementation on intrahepatocellular lipids (IHCL), and fasting plasma triglycerides in obese non diabetic women.Methods: Eleven obese women received a 60 g/day whey protein supplement (WPS) for 4-weeks, while otherwise nourished on a spontaneous diet, IHCL concentrations, visceral body fat, total liver volume (MR), fasting total-triglyceride and cholesterol concentrations, glucose tolerance (standard 75 g OGTT), insulin sensitivity (HOMA IS index), creatinine clearance, blood pressure and body composition (bio-impedance analysis) were assessed before and after 4-week WPS.Results: IHCL were positively correlated with visceral fat and total liver volume at inclusion. WPS decreased significantly IHCL by 20.8 +/- 7.7%, fasting total TG by 15 +/- 6.9%, and total cholesterol by 7.3 +/- 2.7%. WPS slightly increased fat free mass from 54.8 +/- 2.2 kg to 56.7 +/- 2.5 kg, p = 0.005). Visceral fat, total liver volume, glucose tolerance, creatinine clearance and insulin sensitivity were not changed.Conclusions: WPS improves hepatic steatosis and plasma lipid profiles in obese non diabetic patients, without adverse effects on glucose tolerance or creatinine clearance. Trial Number: NCT00870077, ClinicalTrials.gov (C) 2011 Elsevier Ltd and European Society for Clinical Nutrition and Metabolism. All rights reserved.

Syndrome métabolique: syndrome fourre-tout des patients obèses ou entité spécifique? Quel traitement: hygiene de vie ou potypill [Metabolic syndrome: jumble syndrome of obesity or specific entity? Which treatment: diet or polypill?]

The reality of metabolic syndrome (MS) as a specific entity is debatable. However, the simple measure of waist circumference (>94 cm in men and >80 cm in women) is useful: (1) to check for insulin resistance by measuring serum levels of fasted glucose and insuline, cholesterol, triglycerides; (2) to look for diseases associated with MS such as hypertension, non alcohoolic steatohepatitis, sleep apnea, polycystic ovary disease, hypogonadism and to measure serum levels of ferritine, ALAT, ASAT, urate acid, CRP hs, testosterone and (3) to make obese people aware of their risk of becoming diabetic and to motivate them to change their life style. The utility of exercise and of various diets is discussed as well as the efficiency of drugs acting on different components of MS such as rimonabant, orlistat, metformin, glitazones, telmisartan and testosterone. The importance of political measures to fight the obesity epidemic is underlined.

Metabolic and physiologic effects of an endotoxin challenge in healthy obese subjects

Rapport de synthèseEnjeux et contexteL'épidémie d'obésité est un enjeu majeur de santé publique, et l'augmentation parallèle du nombre de patients obèses admis aux soins intensifs appelle à une meilleure connaissance des spécificités de la physiopathologie de cette population. De nombreuses anomalies physiologiques associées à l'obésité sont connues, notamment une inflammation sub-clinique chronique. Cependant, les connaissances concernant la réponse inflammatoire lors d'une agression des sujets obèses sont pour l'heure assez limitées. Bien que les réponses inflammatoires in vitro du tissu adipeux soient augmentées, les données in vivo sont pour l'instant non-conclusives.L'injection intraveineuse d'endotoxine est un test hautement reproductible provoquant une inflammation de durée limitée. Il s'agit d'un test validé pour l'étude in vivo lors des réponses inflammatoires. L'endotoxine est un lipopolysaccharide contenu dans les membranes externes des bactéries gram- négatives, notamment de E.Coli. Notre équipe possède une expérience de ces tests avec endotoxine acquise lors d'une série de recherches sur les propriétés modulatrices de l'inflammation des acides gras polyinsaturés oméga-3.Lors de l'élaboration de ce projet, la réponse du sujet obèse à l'endotoxine restait méconnue. L'objectif de l'essai est d'étudier les spécificités des réponses à l'endotoxine, notre hypothèse étant que les réponses physiologiques, métaboliques et endocrines sont amplifiées chez cette catégorie de sujets.Présentation de l'étudeAfin de tester notre hypothèse, nous avons conçu une étude prospective randomisée, avec 2 procédures (injection d'endotoxine vs de placebo) en cross-over: le protocole d'investigation durait chaque fois 8h. Huit volontaires obèses grade I (BMI médian de 33.8 kg/m2) sans morbidité ont été enrôlés. Les variables étudiées étaient: les fréquences cardiaque et respiratoire, la température, la tension artérielle, le débit cardiaque et la saturation veineuse en oxygène, ainsi qu'une calorimétrie indirecte en continu. Les symptômes tels que myalgie, céphalée et nausée ont également été consignés. Des marqueurs hormonaux et inflammatoires (Cortisol, ACTH, catécholamines, insuline, glucose, glucagon, leptine, TNF-alpha, IL-6 et CRP) ont été dosés de manière répétée.Statistiques : Pour limiter les effets de la variabilité inter-individuelle et permettre une comparaison des réponses, le calcul des aires sous la courbe (AUC) selon la méthode trapézoïdale a été utilisé. Le groupe étudié étant de « petite taille », bien ceci soit habituel pour les études de physiologie, et les réponses n'étant pas normalement distribuées, des tests non-paramétriques ont été appliqués : nous savons que la puissance statistique de notre étude est limitée. Considérant les désagréments majeurs (bien que rapidement réversibles) vécus par les volontaires soumis à des infections d'endotoxine, leurs réponses ont été comparées de manières qualitative à celles des non-obèse mesurés lors de précédentes études pour éviter de répliquer ces expériences désagréables et parfaitement prévisibles.Les résultats de cette étude sont parfaitement superposables à celles trouvées chez les sujets de BMI normal, invalidant notre hypothèse de départ d'une éventuelle réponse exacerbée.Conclusions et perspectivesCette étude est la première publication concernant la réponse du patient obèse à un test d'endotoxine. La similitude des résultats chez les patients obèses et non-obèses montre que l'obésité n'est pas en soi un facteur augmentant les réponses inflammatoires.Ces résultats concernent des sujets obèses sains et ne peuvent pas être extrapolés aux sujets obèses avec comorbidités, appelant à de futures investigations chez cette catégorie de patients.

Effect of a novel beta-adrenoceptor agonist (Ro 40-2148) on resting energy expenditure in obese women.

The aim of this single-blind, placebo-controlled study was to investigate the effects of the new beta-adrenergic compound Ro 40-2148 on resting energy expenditure (REE) at rest and after an oral glucose load in non-diabetic obese women before and after two weeks of treatment. After one week of placebo administration and after an overnight fast and one hour rest, REE and glucose and lipid oxidation rates were measured by indirect calorimetry (hood system) before and for 6 h after a single dose of placebo solution. A 75 g oral glucose tolerance test (OGTT) was performed during this period starting 90 min after the placebo administration. During the following two weeks, using a randomization design, six patients received Ro 40-2148 at a dose of 400 mg diluted in 100 ml water twice a day (i.e. 800 mg per day), while six others continued with the placebo administration. The same tests and measurements were repeated after two weeks, except for the treatment group which received the drug instead of the placebo. The 14-day period of drug administration did not increase REE measured in post-absorptive conditions. Similarly, there was no acute effect on REE of a 400 mg dose of Ro 40-2148. In contrast, glucose-induced thermogenesis was significantly increased after two weeks in the treatment group (means +/- s.e.m.: 3.7 +/- 1.3%, P = 0.047), while no change was observed in the placebo group (-0.8 +/- 0.7%, not significant). Since there was no significant change in the respiratory quotient, the increase in energy expenditure observed in the treatment group was due to stimulation of both lipid and glucose oxidation. The drug induced no variations in heart rate, blood pressure, axillary temperature or in plasma glucose, insulin and free fatty acid levels. In conclusion, this study shows that Ro 40-2148 activates glucose-induced thermogenesis in obese non-diabetic patients.

Bone metabolism and risk of secondary hyperparathyroidism 12 months after gastric banding in obese pre-menopausal women.

OBJECTIVE: To evaluate, during the first postoperative year in obese pre-menopausal women, the effects of laparoscopic gastric banding on calcium and vitamin D metabolism, the potential modifications of bone mineral content and bone mineral density, and the risk of development of secondary hyperparathyroidism. SUBJECTS: Thirty-one obese pre-menopausal women aged between 25 and 52 y with a mean body mass index (BMI) of 43.6 kg/m(2), scheduled for gastric banding were included. Patients with renal, hepatic, metabolic and bone disease were excluded. METHODS: Body composition and bone mineral density (BMD) were measured at baseline, 6 and 12 months after gastric banding using dual-energy X-ray absorptiometry. Serum calcium, phosphate, alkaline phosphatase, aspartate aminotransferase, alanine aminotransferase, gamma-glutamyltransferase, bilirubin, urea, creatinine, uric acid, proteins, parathormone, vitamin D(3), IGF-1, IGF-BP3 and telopeptide, as well as urinary telopeptide, were measured at baseline and 1, 3, 6, 9 and 12 months after surgery. RESULTS: After 1 y vitamin D3 remained stable and PTH decreased by 12%, but the difference was not significant. Serum telopeptide C increased significantly by 100% (P<0.001). There was an initial drop of the IGF-BP3 during the first 6 months (P<0.05), but the reduction was no longer significant after 1 y. The BMD of cortical bone (femoral neck) decreased significantly and showed a trend of a positive correlation with the increase of telopeptides (P<0.06). The BMD of trabecular bone, at the lumbar spine, increased proportionally to the reduction of hip circumference and of body fat. CONCLUSION: There is no evidence of secondary hyperparathyroidism 1 y after gastric banding. Nevertheless biochemical bone markers show a negative remodelling balance, characterized by an increase of bone resorption. The serum telopeptide seems to be a reliable parameter, not affected by weight loss, to follow up bone turnover after gastroplasty.