Predictive models for nanotoxicology: current challenges and future opportunities.

Characterizing the risks posed by nanomaterials is extraordinarily complex because these materials can have a wide range of sizes, shapes, chemical compositions and surface modifications, all of which may affect toxicity. There is an urgent need for a testing strategy that can rapidly and efficiently provide a screening approach for evaluating the potential hazard of nanomaterials and inform the prioritization of additional toxicological testing where necessary. Predictive toxicity models could form an integral component of such an approach by predicting which nanomaterials, as a result of their physico-chemical characteristics, have potentially hazardous properties. Strategies for directing research towards predictive models and the ancillary benefits of such research are presented here.

Official Positions for FRAX® Bone Mineral Density and FRAX® simplification from Joint Official Positions Development Conference of the International Society for Clinical Densitometry and International Osteoporosis Foundation on FRAX®.

Tools to predict fracture risk are useful for selecting patients for pharmacological therapy in order to reduce fracture risk and redirect limited healthcare resources to those who are most likely to benefit. FRAX® is a World Health Organization fracture risk assessment algorithm for estimating the 10-year probability of hip fracture and major osteoporotic fracture. Effective application of FRAX® in clinical practice requires a thorough understanding of its limitations as well as its utility. For some patients, FRAX® may underestimate or overestimate fracture risk. In order to address some of the common issues encountered with the use of FRAX® for individual patients, the International Society for Clinical Densitometry (ISCD) and International Osteoporosis Foundation (IOF) assigned task forces to review the medical evidence and make recommendations for optimal use of FRAX® in clinical practice. Among the issues addressed were the use of bone mineral density (BMD) measurements at skeletal sites other than the femoral neck, the use of technologies other than dual-energy X-ray absorptiometry, the use of FRAX® without BMD input, the use of FRAX® to monitor treatment, and the addition of the rate of bone loss as a clinical risk factor for FRAX®. The evidence and recommendations were presented to a panel of experts at the Joint ISCD-IOF FRAX® Position Development Conference, resulting in the development of Joint ISCD-IOF Official Positions addressing FRAX®-related issues.

De la stratification sociale à la mobilité : une analyse du positionnement professionnel perçu

Avant-propos : De nombreuses études ont été réalisées sur les inégalités factuelles des structures sociales, comprenant aussi bien l'aspect statique de la stratification sociale que l'aspect dynamique de la mobilité sociale (voir par exemple Levy et Suter, 2002, Lemel, 1991, Erikson et Goldthorpe, 1992, Esping-Andersen, 1993). Par contre, les recherches portant sur la perception, par les acteurs, des inégalités des structures sociales sont en comparaison peu nombreuses en ce qui concerne les représentations de la stratification sociale (Levy et al., 1997, Lorenzi-Cioldi et Joye, 1988, Coxon, Davies et Jones, 1986, Zwicky, 1989) et presque inexistantes dans le cas des représentations de la mobilité sociale (Attias-Donfut et Wolff, 2001). La présente recherche se propose d'étudier simultanément la perception de la stratification sociale et de la mobilité sociale intragénérationnelle par les acteurs en intégrant le caractère multidimensionnel du système d'inégalités. Elle défend la thèse fondamentale d'une double origine des inégalités perçues, qui participeraient à la fois d'aspects macrosociaux et mésosociaux de la stratification sociale, les premiers portant sur la structure sociale dans son ensemble, les seconds sur une partie seulement de celle-ci (voir par exemple Kelley et Evans, 1995, Levy, 2002). Dans une perspective systémique, on se trouverait, à côté de la structure macrosociale, en présence de sous-systèmes mésosociaux, de portée restreinte. La perception de la stratification sociale dépendrait alors du cadre de référence adopté par les acteurs, selon qu'il porte sur le système dans son ensemble ou sur un sous-système. Un des objectifs de cette recherche sera d'établir que la pertinence des cadres de référence macrosocial et mésosocial est étroitement liée à la lecture statique ou dynamique de la stratification sociale. Dans le cas statique, celui du positionnement, les représentations sociales s'articuleraient autour des inégalités macrosociales, tenant compte du système dans son ensemble, tandis que dans le cas dynamique, celui de la mobilité ou de l'évolution du positionnement, les inégalités mésosociales, propres aux sous-systèmes, l'emporteraient. D'une part, la perception du positionnement social dépendrait de l'insertion de l'acteur dans la structure sociale, comprise dans son ensemble, et reproduirait les inégalités factuelles macrosociales, telles qu'elles apparaissent par exemple au travers des catégories socioprofessionnelles. D'autre part, la perception du parcours de mobilité ? conservation, amélioration ou dégradation de la position perçue ? resterait indépendante des changements macrosociaux de l'insertion, mais relèverait avant tout de déterminants propres à l'environnement social immédiat de l'acteur. L'environnement de l'acteur, en tant qu'il s'inscrit dans une partie restreinte de la structure sociale, permettrait de saisir les inégalités mésosociales. L'expérience, par les acteurs, de ces deux aspects de la structure sociale conduirait à la mise en place de deux types d'inégalités perçues irréductibles les unes aux autres dans la mesure où le système macrosocial et les sous-systèmes mésosociaux présentent une certaine autonomie. Cette autonomie peut être vue d'une part en rapport avec l'importance propre des organisations de nature mésosociale - en particulier les entreprises - dans les sociétés contemporaines (Sainsaulieu et Segrestin, 1986, Perrow, 1991), d'autre part en relation avec l'hétérogénéité que ces dernières induisent en termes de segmentation du marché de l'emploi (Baron et Bielby, 1980). Dans une large mesure, les organisations intermédiaires se distinguent ainsi de la structure sociale prise dans son ensemble: plutôt que de reproduire les inégalités macrosociales, elles constitueraient des systèmes d'inégalités indépendants, notamment quant à la régulation des parcours professionnels (Bertaux, 1977). Ainsi, la perception de la structure sociale ne se réduirait pas aux seuls facteurs macrosociaux, mais dépendrait, en l'absence d'un modèle d'organisation mésosocial unique, de la diversité des structures intermédiaires. On peut d'ailleurs supposer que la prise en compte des organisations mésosociales est susceptible de pallier la faiblesse des explications classiques en termes macrosociologiques, relevées par les tenants des thèses avançant le déclin du pouvoir structurant de la stratification sociale ou du travail (voir Levy, 2002 et, sur les thèses citées, par exemple Beck, 1983, Matthes, 1983, Berger et Hradil, 1990, Clark et Lipset, 1991). En effet, dans la mesure où l'acteur serait plus souvent confronté aux structures de son environnement social immédiat plutôt qu'à la structure sociale dans son ensemble, la perception pourrait dépendre en premier lieu de facteurs mésosociaux, susceptibles de supplanter ou, à tout le moins, d'atténuer l'effet des facteurs macrosociaux. Une telle approche permet de conserver une lecture structurelle de la perception du positionnement en enrichissant la relation classique entre structure macrosociale et acteur d'une composante mésosociologique, évitant ainsi le recours à une explication culturelle ad hoc Dès lors, la principale question de recherche s'adresse au lien entre structure sociale factuelle et structure sociale perçue. Dans la perspective statique du positionnement, l'effet des structures mésosociales serait tel qu'il se superposerait à la détermination macrosociale de la perception, sans pour autant subvertir la hiérarchie des positions induites par les catégories socioprofessionnelles. Dans la perspective dynamique, en revanche, les changements liés à l'insertion mésosociale peuvent l'emporter sur l'immobilité ou la mobilité définies en termes macrosociologiques. D'une part, en supposant que les plans mésosocial et macrosocial agissent de manière plus ou moins autonome sur la perception, l'amélioration, la conservation ou la dégradation de la position ne coïncide pas nécessairement selon ces deux plans. D'autre part, l'ampleur de la mobilité perçue due à l'écart entre le positionnement mésosocial passé et actuel peut dépasser celle qui est liée à la mobilité macrosociale, surtout si cette dernière est de faible distance. Le passage de la perspective statique à la perspective dynamique peut dès lors être vu comme un moyen de faire apparaître le rôle fondamental joué par les structures mésosociales au sein de la stratification sociale. L'orientation de la recherche consistera d'abord à mettre en évidence, par-delà les différences macrosociales des représentations des positions professionnelles, les variations de la perception au sein des catégories socioprofessionnelles. Ces étapes montreront, à différents égards, que les représentations se singularisent en relation avec l'insertion mésosociale de l'acteur. On verra également que la perception de la mobilité échappe à une détermination macrosociale, mais qu'elle présente une cohérence mésosociale certaine. Ces résultats, insistant sur la prise en compte des structures mésosociales, nous amèneront enfin à un examen systématique des déterminants de la perception du positionnement et du parcours de mobilité, mettant en oeuvre une variété de facteurs explicatifs dépassant un cadre d'analyse purement structurel. La recherche débute par une discussion de la place qui revient à une étude des représentations du parcours professionnel dans le champ des travaux sur la stratification et la mobilité sociale, en particulier sa justification théorique et empirique, et la formulation des hypothèses de recherche (chapitre 1). Elle se poursuit par la présentation de l'échantillonnage et des variables utilisées (chapitre 2). Le traitement des hypothèses de recherche fait l'objet de trois chapitres distincts. Chaque hypothèse s'accompagne, en plus des développements liés à son examen, d'une introduction et d'une conclusion spécifiques. Le premier (chapitre 3) porte sur la perception de la stratification sociale des positions professionnelles, le second (chapitre 4) sur la perception du parcours de mobilité et le troisième (chapitre 5) sur les déterminants sociologiques de la perception des inégalités liées au positionnement et à la mobilité professionnels. Enfin, au traitement des hypothèses fait suite la conclusion de la recherche (chapitre 6).

Global Diversity Lines-A Five-Continent Reference Panel of Sequenced Drosophila melanogaster Strains.

Reference collections of multiple Drosophila lines with accumulating collections of "omics" data have proven especially valuable for the study of population genetics and complex trait genetics. Here we present a description of a resource collection of 84 strains of Drosophila melanogaster whose genome sequences were obtained after 12 generations of full-sib inbreeding. The initial rationale for this resource was to foster development of a systems biology platform for modeling metabolic regulation by the use of natural polymorphisms as perturbations. As reference lines, they are amenable to repeated phenotypic measurements, and already a large collection of metabolic traits have been assayed. Another key feature of these strains is their widespread geographic origin, coming from Beijing, Ithaca, Netherlands, Tasmania, and Zimbabwe. After obtaining 12.5× coverage of paired-end Illumina sequence reads, SNP and indel calls were made with the GATK platform. Thorough quality control was enabled by deep sequencing one line to >100×, and single-nucleotide polymorphisms and indels were validated using ddRAD-sequencing as an orthogonal platform. In addition, a series of preliminary population genetic tests were performed with these single-nucleotide polymorphism data for assessment of data quality. We found 83 segregating inversions among the lines, and as expected these were especially abundant in the African sample. We anticipate that this will make a useful addition to the set of reference D. melanogaster strains, thanks to its geographic structuring and unusually high level of genetic diversity.

Research and development, where people are exposed to nanomaterials

OBJECTIVES: Many nanomaterials (materials with structures smaller than 100 nm) have chemical, physical and bioactive characteristics of interest for novel applications. Considerable research efforts have been launched in this field. This study aimed to study exposure scenarios commonly encountered in research settings. METHODS: We studied one of the leading Swiss universities and first identified all research units dealing with nanomaterials. After a preliminary evaluation of quantities and process types used, a detailed analysis was conducted in units where more than a few micrograms were used per week. RESULTS: In the investigated laboratories, background levels were usually low and in the range of a few thousand particles per cubic centimeter. Powder applications resulted in concentrations of 10,000 to 100,000 particles/cm(3) when measured inside fume hoods, but there were no or mostly minimal increases in the breathing zone of researchers. Mostly low exposures were observed for activities involving liquid applications. However, centrifugation and lyophilization of nanoparticle-containing solutions resulted in high particle number levels (up to 300,000 particles/cm(3)) in work spaces where researchers did not always wear respiratory protection. No significant increases were found for processes involving nanoparticles bound to surfaces, nor were they found in laboratories that were visualizing properties and structure of small amounts of nanomaterials. CONCLUSIONS: Research activities in modern laboratories equipped with control techniques were associated with minimal releases of nanomaterials into the working space. However, the focus should not only be on processes involving nanopowders but should also be on processes involving nanoparticle-containing liquids, especially if the work involves physical agitation, aerosolization or drying of the liquids.

Quality and safety requirements for sustainable phage therapy products.

The worldwide antibiotic crisis has led to a renewed interest in phage therapy. Since time immemorial phages control bacterial populations on Earth. Potent lytic phages against bacterial pathogens can be isolated from the environment or selected from a collection in a matter of days. In addition, phages have the capacity to rapidly overcome bacterial resistances, which will inevitably emerge. To maximally exploit these advantage phages have over conventional drugs such as antibiotics, it is important that sustainable phage products are not submitted to the conventional long medicinal product development and licensing pathway. There is a need for an adapted framework, including realistic production and quality and safety requirements, that allowsa timely supplying of phage therapy products for 'personalized therapy' or for public health or medical emergencies. This paper enumerates all phage therapy product related quality and safety risks known to the authors, as well as the tests that can be performed to minimize these risks, only to the extent needed to protect the patients and to allow and advance responsible phage therapy and research.

Basal ganglia-cortical structural connectivity in Huntington's disease.

Huntington's disease is an incurable neurodegenerative disease caused by inheritance of an expanded cytosine-adenine-guanine (CAG) trinucleotide repeat within the Huntingtin gene. Extensive volume loss and altered diffusion metrics in the basal ganglia, cortex and white matter are seen when patients with Huntington's disease (HD) undergo structural imaging, suggesting that changes in basal ganglia-cortical structural connectivity occur. The aims of this study were to characterise altered patterns of basal ganglia-cortical structural connectivity with high anatomical precision in premanifest and early manifest HD, and to identify associations between structural connectivity and genetic or clinical markers of HD. 3-Tesla diffusion tensor magnetic resonance images were acquired from 14 early manifest HD subjects, 17 premanifest HD subjects and 18 controls. Voxel-based analyses of probabilistic tractography were used to quantify basal ganglia-cortical structural connections. Canonical variate analysis was used to demonstrate disease-associated patterns of altered connectivity and to test for associations between connectivity and genetic and clinical markers of HD; this is the first study in which such analyses have been used. Widespread changes were seen in basal ganglia-cortical structural connectivity in early manifest HD subjects; this has relevance for development of therapies targeting the striatum. Premanifest HD subjects had a pattern of connectivity more similar to that of controls, suggesting progressive change in connections over time. Associations between structural connectivity patterns and motor and cognitive markers of disease severity were present in early manifest subjects. Our data suggest the clinical phenotype in manifest HD may be at least partly a result of altered connectivity. Hum Brain Mapp 36:1728-1740, 2015. © 2015 Wiley Periodicals, Inc.

Embryonic gene expression of Coregonus palaea (whitefish) under pathogen stress as analyzed by high-throughput RNA-sequencing.

Most fishes produce free-living embryos that are exposed to environmental stressors immediately following fertilization, including pathogenic microorganisms. Initial immune protection of embryos involves the chorion, as a protective barrier, and maternally-allocated antimicrobial compounds. At later developmental stages, host-genetic effects influence susceptibility and tolerance, suggesting a direct interaction between embryo genes and pathogens. So far, only a few host genes could be identified that correlate with embryonic survival under pathogen stress in salmonids. Here, we utilized high-throughput RNA-sequencing in order to describe the transcriptional response of a non-model fish, the Alpine whitefish Coregonus palaea, to infection, both in terms of host genes that are likely manipulated by the pathogen, and those involved in an early putative immune response. Embryos were produced in vitro, raised individually, and exposed at the late-eyed stage to a virulent strain of the opportunistic fish pathogen Pseudomonas fluorescens. The pseudomonad increased embryonic mortality and affected gene expression substantially. For example, essential, upregulated metabolic pathways in embryos under pathogen stress included ion binding pathways, aminoacyl-tRNA-biosynthesis, and the production of arginine and proline, most probably mediated by the pathogen for its proliferation. Most prominently downregulated transcripts comprised the biosynthesis of unsaturated fatty acids, the citrate cycle, and various isoforms of b-cell transcription factors. These factors have been shown to play a significant role in host blood cell differentiation and renewal. With regard to specific immune functions, differentially expressed transcripts mapped to the complement cascade, MHC class I and II, TNF-alpha, and T-cell differentiation proteins. The results of this study reveal insights into how P. fluorescens impairs the development of whitefish embryos and set a foundation for future studies investigating host pathogen interactions in fish embryos.