Interhemispheric visual integration in humans explored by multimodal brain imaging

Résumé: Les récents progrès techniques de l'imagerie cérébrale non invasives ont permis d'améliorer la compréhension des différents systèmes fonctionnels cérébraux. Les approches multimodales sont devenues indispensables en recherche, afin d'étudier dans sa globalité les différentes caractéristiques de l'activité neuronale qui sont à la base du fonctionnement cérébral. Dans cette étude combinée d'imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf) et d'électroencéphalographie (EEG), nous avons exploité le potentiel de chacune d'elles, soit respectivement la résolution spatiale et temporelle élevée. Les processus cognitifs, de perception et de mouvement nécessitent le recrutement d'ensembles neuronaux. Dans la première partie de cette thèse nous étudions, grâce à la combinaison des techniques IRMf et EEG, la réponse des aires visuelles lors d'une stimulation qui demande le regroupement d'éléments cohérents appartenant aux deux hémi-champs visuels pour en faire une seule image. Nous utilisons une mesure de synchronisation (EEG de cohérence) comme quantification de l'intégration spatiale inter-hémisphérique et la réponse BOLD (Blood Oxygenation Level Dependent) pour évaluer l'activité cérébrale qui en résulte. L'augmentation de la cohérence de l'EEG dans la bande beta-gamma mesurée au niveau des électrodes occipitales et sa corrélation linéaire avec la réponse BOLD dans les aires de VP/V4, reflète et visualise un ensemble neuronal synchronisé qui est vraisemblablement impliqué dans le regroupement spatial visuel. Ces résultats nous ont permis d'étendre la recherche à l'étude de l'impact que le contenu en fréquence des stimuli a sur la synchronisation. Avec la même approche, nous avons donc identifié les réseaux qui montrent une sensibilité différente à l'intégration des caractéristiques globales ou détaillées des images. En particulier, les données montrent que l'implication des réseaux visuels ventral et dorsal est modulée par le contenu en fréquence des stimuli. Dans la deuxième partie nous avons a testé l'hypothèse que l'augmentation de l'activité cérébrale pendant le processus de regroupement inter-hémisphérique dépend de l'activité des axones calleux qui relient les aires visuelles. Comme le Corps Calleux présente une maturation progressive pendant les deux premières décennies, nous avons analysé le développement de la fonction d'intégration spatiale chez des enfants âgés de 7 à 13 ans et le rôle de la myelinisation des fibres calleuses dans la maturation de l'activité visuelle. Nous avons combiné l'IRMf et la technique de MTI (Magnetization Transfer Imaging) afin de suivre les signes de maturation cérébrale respectivement sous l'aspect fonctionnel et morphologique (myelinisation). Chez lés enfants, les activations associées au processus d'intégration entre les hémi-champs visuels sont, comme chez l'adulte, localisées dans le réseau ventral mais se limitent à une zone plus restreinte. La forte corrélation que le signal BOLD montre avec la myelinisation des fibres du splenium est le signe de la dépendance entre la maturation des fonctions visuelles de haut niveau et celle des connections cortico-corticales. Abstract: Recent advances in non-invasive brain imaging allow the visualization of the different aspects of complex brain dynamics. The approaches based on a combination of imaging techniques facilitate the investigation and the link of multiple aspects of information processing. They are getting a leading tool for understanding the neural basis of various brain functions. Perception, motion, and cognition involve the formation of cooperative neuronal assemblies distributed over the cerebral cortex. In this research, we explore the characteristics of interhemispheric assemblies in the visual brain by taking advantage of the complementary characteristics provided by EEG (electroencephalography) and fMRI (Functional Magnetic Resonance Imaging) techniques. These are the high temporal resolution for EEG and high spatial resolution for fMRI. In the first part of this thesis we investigate the response of the visual areas to the interhemispheric perceptual grouping task. We use EEG coherence as a measure of synchronization and BOLD (Blood Oxygenar tion Level Dependent) response as a measure of the related brain activation. The increase of the interhemispheric EEG coherence restricted to the occipital electrodes and to the EEG beta band and its linear relation to the BOLD responses in VP/V4 area points to a trans-hemispheric synchronous neuronal assembly involved in early perceptual grouping. This result encouraged us to explore the formation of synchronous trans-hemispheric networks induced by the stimuli of various spatial frequencies with this multimodal approach. We have found the involvement of ventral and medio-dorsal visual networks modulated by the spatial frequency content of the stimulus. Thus, based on the combination of EEG coherence and fMRI BOLD data, we have identified visual networks with different sensitivity to integrating low vs. high spatial frequencies. In the second part of this work we test the hypothesis that the increase of brain activity during perceptual grouping depends on the activity of callosal axons interconnecting the visual areas that are involved. To this end, in children of 7-13 years, we investigated functional (functional activation with fMRI) and morphological (myelination of the corpus callosum with Magnetization Transfer Imaging (MTI)) aspects of spatial integration. In children, the activation associated with the spatial integration across visual fields was localized in visual ventral stream and limited to a part of the area activated in adults. The strong correlation between individual BOLD responses in .this area and the myelination of the splenial system of fibers points to myelination as a significant factor in the development of the spatial integration ability.

Suggestive linkage to chromosome 1q for bone mineral apparent density in Brazilian sister adolescents.

OBJECTIVE: To investigate linkage to chromosome 1q and 11q region for lumbar spine, femoral neck and total body BMD and volumetric BMD in Brazilian sister adolescents aged 10-20-year-old and 57 mothers. METHODS: We evaluated 161 sister pairs (n=329) aged 10-20 years old and 57 of their mothers in this study. Physical traits and lifestyle factors were collected as covariates for lumbar spine (LS), femoral neck (FN) and total body (TB) BMD and bone mineral apparent density (BMAD). We selected nine microsatellite markers in chromosome 1q region (spanning nearly 33cM) and eight in chromosome 11q region (spanning nearly 34cM) to perform linkage analysis. RESULTS: The highest LOD score values obtained from our data were in sister pairs LS BMAD analysis. Their values were: 1.32 (P<0.006), 2.61 (P<0.0002) and 2.44 (P<0.0004) in D1S218, D1S2640 and D1S2623 markers, respectively. No significant LOD score was found with LS and FN BMD/BMAD in chromosome 11q region. Only TB BMD showed significant linkage higher than 1.0 for chromosome 11q region in the markers D11S4191 and D11S937. DISCUSSION/CONCLUSIONS: Our results provided suggestive linkage for LS BMAD at D1S2640 marker in adolescent sister pairs and suggest a possible candidate gene (LHX4) related to adolescent LS BMAD in this region. These results reinforce chromosome 1q21-23 as a candidate region to harbor one or more bone formation/maintenance gene. In the other hand, it did not repeat for chromosome 11q12-13 in our population.

Mechanisms of HCF protein proteolytic maturation

Abstract : Post-translational modifications such as proteolytic processing, phosphorylation, and glycosylation, add extra layers of complexity to proteomes and allow a finely tuned regulation of the activity of many proteins. The evolutionarily conserved cell-cycle and transcriptional regulator HCP-] is regulated by proteolytic maturation via which a stable heterodirneric complex of two cleaved subunits is formed from a single precursor protein. The human HCF-1 precursor is cleaved at six nearly identical 26 amino acid sequence repeats, called HCF-1pro repeats, which represent uncommon protease recognition sites dedicated to human HCF-1 proteolysis. This proteolytic maturation process is conserved in vertebrate HCF-1 homologues and is essential for the functions of the human protein in cell-cycle regulation; the mechanisms that execute and control HCF-1 proteolysis, however, remain poorly understood. In this dissertation I investigate the mechanisms of proteolytic maturation of HCF-1 proteins in different species. I show that the Drosophila homolog of human HCF-1, called dHCP, is proteolytically cleaved via a different mechanism than human HCF-1. dHCP is processed by the same protease, called Taspase], which cleaves one of the key developmental regulators in flies, the Trithorax protein. Maturation of HCP proteins via Taspase] cleavage is probably not particular to dHCP as many invertebrate HCP proteins, particularly insects and flatworms, possess Taspase] recognition sites. In contrast, the vertebrate HCF-1 proteins lack Taspase] recognition sites and the HCF-1pro repeats are not Taspase1 substrates, suggesting that multiple mechanisms for HCF-1 proteolytic maturation have appeared during evolution. I also show that the proteolytic activity responsible for the cleavage of the HCP- 1pro repeats is very difficult to characterize, being resistant to most protease inhibitors and very sensitive to biochemical fractionation. Moreover, the HCF-1pro repeats represent complex protease recognition sites and I demonstrate that, in addition to be the HCF-1 cleavage sites, these repeated sequences, also recruit the OG1cNAc transferase OGT. The OGT protein and the OG1cNAc modification of HCF-1 are both important for HCF-1pro repeat proteolysis. Interestingly, a human recombinant OGT purified from insect cells is able to induce cleavage of a HCF-1pro-repeat precursor in vitro, indicating that OGT either (i) induces HCF-1 autoproteolysis,(ii) is the HCF-1pro- repeat proteolytic activity itself, or (iii) physically associates with a proteolytic activity that is conserved in insect cells. In any case, OGT plays an important role in HCF-1 proteolytic maturation and perhaps a broader role in HCF-1 biological function. Résumé : Les modifications post-traductionelles pomme le clivage protéolytique, la phosphorylation, et la glycosylation, augmentent significativement la complexité des protéomes et permettent une régulation fine de l'activité de beaucoup de protéines. La protéine HCF-1, qui est un régulateur du cycle cellulaire et de la transcription, est elle- même régulée par clivage protéolytique. La protéine HCF-1 est en effet coupée en deux sous-unités qui s'associent l'une a l'autre pour former la protéine mature. Le précurseur de la protéine HCF-1 humaine est clivé à six sites correspondant à six séquences répétées nommées les HCF-1pro repeats, chacune composée de 26 acide aminés. Les HCF-1pro- repeats ne ressemblent ai aucune séquence de clivage protéolytique connue et sont présentes seulement dans les protéines HCF-1 chez les vertébrés. Bien que la maturation protéolytique d'HCF-1 soit essentielle pour les activités de cette protéine pendant le cycle cellulaire, les mécanismes qui la contrôlent restent inconnus. Au cours de mon travail de thèse, j'ai analysé les mécanismes de clivage protéolytique des protéines HCF dans différentes espèces. J'ai montré que la protéine de Drosophile homologue d'HCF-1 humaine nommée dHCF est clivée par une protéase nommée Taspase1. Ainsi, dHCF est clivé par la même protéase que celle qui induit la maturation protéolytique d'un des principaux facteurs du développement chez la mouche, la protéine Trithorax. La maturation de dHCF via le clivage par la Taspase1 n'est pas spécifique à la mouche, mais est probablement étendu à plusieurs protéines HCF chez les invertébrés, surtout dans les familles des insectes et des plathehninthes, car ces protéines HCF présentent des sites de reconnaissance pour la Taspasel. Par contre, les protéines HCF-1 chez les vertébrés n'ont pas de sites de reconnaissance pour la Taspasel et cela suggère que différents mécanismes de maturation des protéines HCF- ls ont apparu au cours de l'évolution. J'ai montré aussi que les HCF-1pro-repeats sont clivés par une activité protéolytique très difficile a identifier, car elle est résistante à la plupart des inhibiteurs de protéases, mais elle est très sensible au fractionnement biochimique. En plus, les HCF-1pro-repeats sont un site de protéolyse complexe qui ne sert pas seulement au clivage des protéines HCF- chez les vertébrés mais aussi à recruter l'enzyme responsable de la O- GlcNAcylation nommée OGT. La protéine OGT et la O-GlcNAcylatio d'HCF-1 sont toutes les deux importantes pour le clivage protéolytique des HCF1pro-repeats. Curieusement, la protéine OGT humaine produite dans des cellules d'insectes est capable de cliver les HCF-1pro repeats in vitro et cela suggère que OGT soit (i) induit le clivage autocatalytique cl'HCF-1, soit (ii) est elle-même l'activité protéolytique qui clive HCF4, soit (iii) est associée à une activité protéolytique conservée dans les cellules d'insectes qui a été co-purifiée avec OGT. En conclusion, OGT joue un rôle important dans la maturation protéolytique d'HCF-1 et peut-être aussi un rôle plus large dans les fonctions biologiques de la protéine HCF-1.

Role of the epithelial sodium channel (ENaC) and its regulator CAP1/Prss8 in colon

Dans les cellules épithéliales sensibles à l'aldostérone, le canal sodique épithélial (ENaC) joue un rôle critique dans le contrôle de l'équilibre sodique, le volume sanguin, et la pression sanguine. Le rôle d'ENaC est bien caractérisé dans le rein et les poumons, cependant le rôle d'ENaC et son régulateur positif la protéase activatrice de canal 1 (CAP1 /Prss8) sur le transport sodique dans le côlon reste en grande partie inconnu. Nous avons étudié l'importance d'ENaC et de CAPMPrss8 dans le côlon. Les souris déficientes pour la sous- unité aENaC (souris ScnnlaKO) dans les cellules superficielles intestinales étaient viables et ne montraient pas de létalité embryonnaire ou postnatale. Sous diète normale (RS) ou pauvre en sodium (LS), la différence de potentiel rectale sensible à l'amiloride (APDamii) était drastiquement diminuée et son rythme circadien atténué. Sous diète normale (RS) ou diète riche en sodium (HS) ou fort chargement de potassium, le sodium et le potassium plasmatique et urinaire n'étaient pas significativement changé. Cependant, sous LS, les souris Senni aK0 perdaient des quantités significativement augmentées de sodium dans leurs fèces, accompagnées par de très hauts taux d'aldostérone plasmatique et une rétention urinaire en sodium augmentée. Les souris déficientes en CAPl/PmS (Prss8K0) dans les cellules superficielles intestinales étaient viables et ne montraient pas de létalité embryonnaire ou postnatale. Sous diètes RS et HS cependant, les souris Prss8KO montraient une diminution significative du APDamil dans l'après-midi, mais le rythme circadien était maintenu. Sous diète LS, la perte de sodium par les fèces était accompagnée par des niveaux d'aldostérone plasmatiques plus élevés. Par conséquent, nous avons identifié la protéase activatrice de canal CAP 1 IPrss8 comme un régulateur important d'ENaC dans le côlon in vivo. De plus, nous étudions l'importance d'ENaC et de CAPIIPrss8 dans les conditions pathologiques comme les maladies inflammatoires chroniques de l'intestin (MICI). Le résultat préliminaire out montre qu'une déficience d'Prss8 mènait à la détérioration de la colite induite par le DSS comparé aux modèles contrôles respectifs. En résumé, l'étude a montré que sous restriction de sel, l'absence d'ENaC dans Pépithélium de surface du côlon était compensée par 1'activation du système rénine-angiotensine- aldostérone (RAAS) dans le rein. Ceci a mené à un pseudohypoaldostéronisme de type I spécifique au côlon avec résistance aux minéralocorticoïdes sans signe d'altération de rétention de potassium. - In aldosterone-responsive epithelial cells of kidney and colon, the epithelial sodium channel (ENaC) plays a critical role in the control of sodium balance, blood volume, and blood pressure. The role of ENaC is well characterized in kidney and lung, whereas role of ENaC and its positive regulator channel-activating protease 1 (CAPl/PrasS) on sodium transport in colon is largely unknown. We have investigated the importance of ENaC and CAPI/Prss8 in colon for sodium and potassium balance. Mice lacking the aENaC subunit (Scnnla mice) in intestinal superficial cells were viable and did not show any fetal or perinatal lethality. Under regular (RS) or low salt (LS) diet, the amiloride sensitive rectal potential difference (APDamii) was drastically decreased and its circadian rhythm blunted. Under regular salt (RS) or high salt (HS) diets or under potassium loading, plasma and urinary sodium and potassium were not significantly changed. However, upon LS, the ScnnlaK0 mice lost significant amounts of sodium in their feces, accompanied by very high plasma aldosterone and increased urinary sodium retention. Mice lacking the CAPl/PrasS (Prss8K0) in intestinal superficial cells were viable and did not show any fetal or perinatal lethality. Upon RS and HS diets, however, Prss8K0 exhibited a significantly reduced APDamii in the afternoon, but its circadian rhythm was maintained. Upon LS diet, sodium loss through feces was accompanied by higher plasma aldosterone levels. Thus, we have identified the channel-activating protease CAPl/Prss8 as an important in vivo regulator of ENaC in colon. Furthermore, we are investigating the importance of ENaC and CAPI/Prss8 in pathological conditions like inflammatory bowel disease (IBD). Preliminary data showed that PmS-deficiency led to worsening of DSS-induced colitis as compared to their respective controls. Overall, the present study has shown that under salt restriction, the absence of ENaC in colonic surface epithelium was compensated by the activation of renin-angiotensin- aldosterone (RAAS) system in the kidney. This led to a colon specific pseudohypoaldosteroni sm type 1 with mineralocorticoid resistance without evidence of impaired potassium retention.

Lésions de surcharge du membre inférieur chez le jeune footballeur

Résumé Le point de départ de ce travail est une passion pour le sport en général. L'intérêt s'est porté sur la répercussion du sport sur un organisme en croissance. Le football semble lié à une forte proportion de douleurs et de lésions des membres inférieurs. Après consultation de la littérature, il ressort qu'il n'existe pas d'étude spécifique sur les lésions de surcharge chez le jeune footballeur, bien que la mention du football comme facteur de risque des lésions de surcharge soit fréquente. Les lésions les plus souvent évoquées sont la maladie d'Osgood-Schlatter et la maladie de Sever. Un questionnaire a été élaboré, puis distribué aux juniors des clubs de football de Monthey et de Sion. Il comporte plusieurs volets tels que les données personnelles (poids, âge, taille, pied dominant), l'évolution de l'enfant au sein du club et les douleurs/lésions des membres inférieurs. Par la suite, les médecins traitants ont été contactés afin de préciser les diagnostics. 326 jeunes footballeurs ont participé à cette étude transversale. On recense 30 cas (9,7%) de pathologie de surcharge du membre inférieur dont 17 cas répondent au diagnostic d'ostéochondrose. 11 enfants ont été atteints de la maladie d'Osgood-Schlatter à un âge moyen de 12,3 ans (extrêmes 7 et 16 ans), elle est survenue après 4,7 ans d'entraînement en junior et la jambe de tir n'a pas d'influence sur le côté lésé. Dans ce groupe, 2 joueurs faisaient partie de la catégorie élite ce qui représente deux heures d'entraînement de plus par semaine que pour des jeunes d'âge équivalent. La maladie de Sever a affecté 6 jeunes entre 11 et 13 ans, soit à un âge moyen de 11,6 ans. Elle est apparue après une moyenne de 3,6 ans de football en junior. Le pied dominant n'a également que peu d'influence sur le côté lésé, par contre les lésions bilatérales sont plus fréquentes que dans le cadre de la maladie d'Osgood-Schlatter. Parmi ces joueurs, 4 sur 6 avaient un encadrement privilégié en élite avec une demi-heure d'entraînement supplémentaire par semaine par rapport à des jeunes d'âge équivalent. Le traitement de ces pathologies reste un arrêt ou du moins une modification de l'activité sportive. Il faut s'attacher à corriger les troubles statiques et reprendre l'entraînement en fonction des douleurs. Le moment où le jeune sportif concentre beaucoup d'espoirs correspond à une période de fragilité physique et psychologique. C'est pourquoi, il est important que les responsables des jeunes footballeurs, ainsi que les médecins qui les entourent soient conscients des facteurs de risque de chaque individu et inhérents à la pratique de ce sport.

Rupture traumatique du diaphragme

Résumé Rupture traumatique du diaphragme La rupture traumatique du diaphragme a été décrite la première fois par Sennertus en 1541. Ambroise Paré, en 1579, décrivit le premier cas de rupture traumatique du diaphragme diagnostiqué à l'autopsie. Une rupture traumatique du diaphragme existe chez 3 à 5% des patients polytraumatisés. En général la réparation chirurgicale est simple. La mortalité globale atteint 20 à 25%, elle est en général liée aux lésions associées, à la sévérité de la défaillance cardio-respiratoire ou à l'apparition d'une strangulation d'organes herniés. Cette thèse analyse une série consécutive de 47 patients, victimes d'un accident de la voie publique ou d'une agression, chez qui le diagnostic de rupture traumatique du diaphragme a été établi au Centre Hospitalier Universitaire Vaudois, du 01.01.1980 au 31.12.95. Le diagnostic a été établi ou soupçonné avant l'intervention chez 32 patients et découvert durant l'intervention chez 15 patients. La majorité des interventions furent effectuées par laparotomie. Le côté le plus souvent atteint a été le gauche. L'estomac a été l'organe le plus souvent hernié (à gauche). L'organe intra-abdominal le plus souvent lésé a été la rate. L'atteinte extra-abdominale la plus souvent rencontrée fut des lésions du système nerveux central. Ce travail décrit dans le détail toutes les lésions associées à la rupture traumatique du diaphragme et la morbidité liée à ces traumatismes. Tous les patients ayant eu le diagnostic établi secondairement ont eu des complications respiratoires. La mortalité dans cette série est de 17% (8/47), tous des accidentés de la voie publique. Cette thèse attire l'attention sur l'importance d'établir le diagnostic le plus précocement possible et propose, à cet effet, un algorithme décisionnel.

"Locus Ecclesiae" : Passion du Christ et renouveaux ecclésiastiques dans la peinture murale des Pyrénées françaises : les styles picturaux (XIIe s.)

RESUME FRANCAIS Le premier chapitre de la thèse prend en considération le style des peintures murales du XIIe siècle à Toulouse, en Comminges, en Couserans, en Carcassonnais et en Roussillon. Chaque oeuvre est analysée de manière comparative avec les autres oeuvres de la même région. Dans la conclusion, on propose de reconnaître l'existence d'au moins trois - peut-être quatre - centres de production de peinture murale, qui exercent leur influence sur la production de la région. La ville de Toulouse se présente comme une véritable capitale régionale en matière de peinture murale. La découverte d'une inscription qui permet de dater une partie des décors de Saint-Sernin à l'année près constitue l'acquis majeur de cette partie. Le deuxième chapitre est consacré à l'analyse de l'iconographie de la Passion du Christ dans les peintures de Saint-Sernin de Toulouse, Saint-Plancard et Montgauch. L'on étudie ici lés valeurs ecclésiales et le thème de la rénovation dans l'iconographie de la Passion. L'étude explore aussi la notion de «lieu rituel » et la fonction spatiale des peintures dans l'édifice. Elle propose d'identifier des réaménagements du lieu selon l'exhibition d'un discours portant sur l'identité religieuse et l'autorité temporelle de l'Église, en coïncidence avec différentes facettes de la Réforme au XIIe siècle, dont l'étude a retrouvé certaines sources écrites. La troisième partie de la thèse est occupée par « le corpus des oeuvres », base documentaire de notre travail comportant les données historiques, architecturales, techniques, épigraphiques et bibliographiques de chaque oeuvre. RESUME ANGLAIS The first chapter of the dissertation takes into consideration the style of mural painting in Toulouse, Comminges, Couserans, Carcassonnais and Roussillon. Each work is studied in a comparative way with the other paintings of the same region. In the conclusion, we propose to recognise the existence of at least three - maybe four - centres of production of mural painting, influencing the production of the region. The city of Toulouse represents a real capital for the region in terms of mural painting. The discovery of an inscription that dates a part of the paintings of Saint-Sernin is the major result of this part. The second chapter is devoted to the analysis of the iconography of Christ's Passion in the mural paintings of Saint-Sernin of Toulouse, Saint-Plancard and Montgauch. The enquiry explores the ecclesiastical values and the theme of renovatio in this iconography, as well as the notion of "ritual place" and the spatial function of the paintings in the building. It identifies the redevelopment of places according to the exhibition of a speech on the religious identity and the temporal authority of the Church. These meanings coincide with different aspects of the XIIth century Reform, evidenced by unpublished sources. The third part of the dissertation is the "corpus", a documentary base for the whole enquiry composed by information on the historical background, the architecture, the paintings' techniques, and the epigraphic data of each work.

Biochemical characterization of FANCD2 and FANCM in the Fanconi Anaemia pathway

Abstract : The maintenance of genome stability is a challenge for all living organisms. DNA is regularly subjected to chemical alterations by both endogenous and exogenous DNA damaging agents. If left unrepaired, these lesions will create mutations or lead to chromosomal instability. DNA crosslinking agents probably bring about the most toxic lesions. By linking covalently the two strands of DNA, crosslinking agents will impede essential cellular processes such as replication and transcription. Cells from Fanconi anaemia patients are extremely sensitive to these agents. Fanconi anaemia (FA) is a rare chromosomal instability disorder that leads to developmental defects, pancytopenia and cancer susceptibility. FA is a genetically heterogeneous disease with thirteen complementation groups identified. Proteins encoded by the FA genes work together in the FA pathway. Eight of these proteins form the FA core complex (FANC-A, B, C,E, F, G, L and -M), whose integrity is required to monoubiquitinate FANCD2 and FANCI in response to DNA damage. The hypersensitivity of FA cells to crosslinking agents, which perturb the progression of replication forks, has led to the hypothesis that FA proteins play a crucial role in the response to replication stress. However, at the molecular level, the functions of the FA pathway remain largely unknown. Our efforts were first focused on the characterization of FANCD2, "the key effector of the FA pathway". Using different substrates, we found that in vitro, purified hFANCD2 preferentially binds single strand DNA and double strand DNA extremities. Concomitantly, FANCM was identified as a new component of the FA core complex. Moreover FANCM was shown to have specific branch migration activities and probably a role as a "landing platform" on DNA for the other components of the core complex. By using FANCM mutants carrying deletions within the internal domain, we investigated the role of FANCM as a DNA anchor protein for the core complex. We observed that indeed, a specific part of the internal domain of FANCM interacts with components of the core complex. Finally, in collaboration with Weidong Wang's lab we characterized two new components of the FA pathway: FAAP10 and FAAP16. As a heterodimer these two proteins show affinity for dsDNA, and anneal complementary oligonucleotides in vitro. Moreover these proteins can associate with FANCM via a part of its internal domain. We find that FANCM, FAAP 10 and FAAP 16 can co-exist on the branch point of replication and recombination intermediates, and that FAAP10 and FAAP16 stimulate replication fork reversal by FANCM. These results suggest that FANCM may function as a landing platform for the core complex. After loading on DNA, the core complex can activate FANCD2 through monoubiquitination leading to its recruitment to the site of damage. Since ssDNA and double strand breaks are intermediates that are generated as a consequence of collapsed replication forks, FANCD2 by binding to ds DNA ends and ssDNA could protect such structures from the recombination repair machinery and prevent unscheduled recombination events. Alternatively, FANCD2 could avoid nucleases from gaining access to collapsed forks, preserving the DNA in state that can be used as a starting point for resumption of DNA synthesis. The overall comprehension of the FA pathway is far from been complete. Our results unravel new aspects of Fanconi Anaemia, which hopefully in the near future will address keys questions leading to a better understanding of the fascinating Fanconi Anaemia. Résumé : Le maintien de l'intégrité du génome est fondamentale chez tous les organismes vivants. L'ADN est constamment altéré par des composés aussi bien endogènes qu'exogènes. Si ces altérations ne sont pas réparées, elles peuvent conduire à l'apparition de mutations, ainsi qu'à une instabilité génomique accrue. Les lésions les plus sévères qui peuvent survenir sur l'ADN, sont les pontages inter caténaires. Des agents pontants en liant de façon covalente les deux brins d'ADN, vont empêcher le déroulement normal de processus cellulaires essentiels tels que la réplication ou la transcription. La compréhension des mécanismes permettant à la cellule de tolérer et réparer ces lésions est primordiale, notamment dans le cas des patients atteints de l'anémie de Fanconi qui présentent une très grande sensibilité à ces composés pontants. L'anémie de Fanconi est une maladie génétique rare appartenant à un groupe de pathologies associées à une grande instabilité chromosomique. Les patients atteints de l'anémie de Fanconi présentent des malformations du squelette, une pancytopénie et une forte propension à la survenue de cancer. L'anémie de Fanconi est génétiquement très hétérogène. À ce jour, 13 gènes codant pour 13 protéines FANC différentes ont été identifiés. Huit de ces protéines fonctionnent ensemble au sein d'un complexe (nommé le complexe FANC) ayant pour but de monoubiquitiner FANCD2 et FANCI en réponse à la formation de lésions sur l'ADN. L'extrême sensibilité des cellules de patients atteints de l'anémie de Fanconi à ces agents pontant l'ADN suggère l'implication des protéines FANC dans la réponse cellulaire suite à une stress réplicatif. Cependant, le rôle moléculaire exact de ces protéines demeure encore inconnu. Après purification, nous avons observé que FANCD2 était capable de lier l'ADN simple brin, ainsi que les extrémités d'ADN in vitro. Dans le même temps, FANCM fut identifié comme appartenant au complexe FANC. FANCM est décrit comme une translocase capable de promouvoir le déplacement de point de jonction dans des structures d'ADN spécifiques in vitro. De plus, en se liant à l'ADN, FANCM peut agir comme une plateforme pour les autres protéines FANC, leur permettant ainsi d'être adressées à l'ADN. En créant des protéines FANCM recombinantes ayant des délétions dans le domaine interne, nous avons pu observer que certaines protéines du complexe FANC se fixent à des sites spécifiques sur le domaine interne de FANCM. Enfin, au travers d'une collaboration, nous avons été amenés à caractériser deux nouvelles protéines appartenant au complexe FANC : FAAP 10 et FAAP16. Elles s'associent à FANCM par l'intermédiaire du domaine interne, et forment ainsi un hétérotrimére. La présence de FAAP10 et FAAP16 n'affecte pas la liaison de FANCM à l'ADN, mais semble potentialiser son activité de régression in vitro. FANCM semble donc fonctionner comme une plateforme pour les autres composants du complexe FANC. Ces derniers, une fois liés à l'ADN permettent la monoubiquitination de FANCD2 et son recrutement au site lésé de l'ADN. FANCD2 en se liant de façon préférentielle à l'ADN simple brin et aux extrémités d'ADN qui sont générés lors de l'arrêt et du démantèlement d'une fourche de réplication, pourrait protéger ces même fourches de réplication arrêtées, d'évènements de recombinaison aléatoires. Nos résultats apportent de nouveaux éléments concernant les mécanismes moléculaires de l'anémie de Fanconi. Enfin, l'étude de l'anémie de Fanconi permet aussi de mieux comprendre les mécanismes mis en place par la cellule pour tolérer des lésions survenant lors de la réplication.

Effects of zoledronate versus placebo on spine bone mineral density and microarchitecture assessed by the trabecular bone score in postmenopausal women with osteoporosis: A three-year study.

The trabecular bone score (TBS) is an index of bone microarchitectural texture calculated from anteroposterior dual-energy X-ray absorptiometry (DXA) scans of the lumbar spine (LS) that predicts fracture risk, independent of bone mineral density (BMD). The aim of this study was to compare the effects of yearly intravenous zoledronate (ZOL) versus placebo (PLB) on LS BMD and TBS in postmenopausal women with osteoporosis. Changes in TBS were assessed in the subset of 107 patients recruited at the Department of Osteoporosis of the University Hospital of Berne, Switzerland, who were included in the HORIZON trial. All subjects received adequate calcium and vitamin D3. In these patients randomly assigned to either ZOL (n = 54) or PLB (n = 53) for 3 years, BMD was measured by DXA and TBS assessed by TBS iNsight (v1.9) at baseline and 6, 12, 24, and 36 months after treatment initiation. Baseline characteristics (mean ± SD) were similar between groups in terms of age, 76.8 ± 5.0 years; body mass index (BMI), 24.5 ± 3.6 kg/m(2) ; TBS, 1.178 ± 0.1 but for LS T-score (ZOL-2.9 ± 1.5 versus PLB-2.1 ± 1.5). Changes in LS BMD were significantly greater with ZOL than with PLB at all time points (p < 0.0001 for all), reaching +9.58% versus +1.38% at month 36. Change in TBS was significantly greater with ZOL than with PLB as of month 24, reaching +1.41 versus-0.49% at month 36; p = 0.031, respectively. LS BMD and TBS were weakly correlated (r = 0.20) and there were no correlations between changes in BMD and TBS from baseline at any visit. In postmenopausal women with osteoporosis, once-yearly intravenous ZOL therapy significantly increased LS BMD relative to PLB over 3 years and TBS as of 2 years. © 2013 American Society for Bone and Mineral Research.

Spine trabecular bone score subsequent to bone mineral density improves fracture discrimination in women.

Bone mineral density (BMD) measured by dual-energy X-ray absorptiometry (DXA) is used to diagnose osteoporosis and assess fracture risk. However, DXA cannot evaluate trabecular microarchitecture. This study used a novel software program (TBS iNsight; Med-Imaps, Geneva, Switzerland) to estimate bone texture (trabecular bone score [TBS]) from standard spine DXA images. We hypothesized that TBS assessment would differentiate women with low trauma fracture from those without. In this study, TBS was performed blinded to fracture status on existing research DXA lumbar spine (LS) images from 429 women. Mean participant age was 71.3 yr, and 158 had prior fractures. The correlation between LS BMD and TBS was low (r = 0.28), suggesting these parameters reflect different bone properties. Age- and body mass index-adjusted odds ratios (ORs) ranged from 1.36 to 1.63 for LS or hip BMD in discriminating women with low trauma nonvertebral and vertebral fractures. TBS demonstrated ORs from 2.46 to 2.49 for these respective fractures; these remained significant after lowest BMD T-score adjustment (OR = 2.38 and 2.44). Seventy-three percent of all fractures occurred in women without osteoporosis (BMD T-score > -2.5); 72% of these women had a TBS score below the median, thereby appropriately classified them as being at increased risk. In conclusion, TBS assessment enhances DXA by evaluating trabecular pattern and identifying individuals with vertebral or low trauma fracture. TBS identifies 66-70% of women with fracture who were not classified with osteoporosis by BMD alone.

Carcinoembryonic antigen expression, antibody localisation and immunophotodetection of human colon cancer liver metastases in nude mice: a model for radioimmunotherapy.

Colorectal cancer frequently disseminates through the portal vein into the liver. In this study, outbred Swiss nude mice were adapted to facilitate the induction of liver metastases by a pre-grafting treatment with 6 Gy total body irradiation and i.v. injection of anti-asialo GM1 antibody. One day later, cultured LS 174T human colon cancer cells were injected into the surgically exposed spleen, which was resected 3 min later. In 48 of 65 mice, a few to several hundred liver metastases were macroscopically observed at dissection 3 to 4 weeks after transplantation. Ten of 10 mice, followed-up for survival, died with multiple large confluent liver metastases. By reducing the radiation dose to 4 or 0 Gy, or omitting the anti-asialo GM1 antibody injection, only 60%, 37% or 50% of mice, respectively, had visible metastases 3 weeks after transplantation. Carcinoembryonic antigen (CEA) measured in tumour extracts was in the mean 25.6 micrograms/g in liver metastases compared with 9.2 micrograms/g in s.c. tumours. Uptake of radiolabelled anti-CEA monoclonal antibody (MAb) in the metastases 12, 24 and 48 hr after injection gave a mean value of 39% of the injected dose per gram of tissue (ID/g). In comparison, MAb uptake in s.c. and intrasplenic tumours or lung metastases gave a mean percentage ID/g of 20, 18 and 15, respectively. Laser-induced fluorescence after injection of indocyanin-MAb conjugate allowed direct visual detection of small liver metastases, including some that were not visible under normal light. Preliminary results showed that mice, pre-treated with 4 Gy irradiation and the anti-asialo GM1 injection, were tolerant to radioimmunotherapy with a total dose of 500 muCi 131I labeled anti-CEA intact MAbs given in 3 injections.

TBS (Trabecular Bone Score) is More Sensitive Than BMD to Diabetes-Related Fracture Risk

Background:Type 2 diabetes (T2D) is associated with increased fracture risk but paradoxically greater BMD. TBS (trabecular bone score), a novel grey-level texture measurement extracted from DXA images, correlates with 3D parameters of bone micro-architecture. We evaluated the ability of lumbar spine (LS) TBS to account for the increased fracture risk in diabetes. Methods:29,407 women ≥50 years at the time of baseline hip and spine DXA were identified from a database containing all clinical BMD results for the Province of Manitoba, Canada. 2,356 of the women satisfied a well-validated definition for diabetes, the vast majority of whom (>90%) would have T2D. LS L14 TBS was derived for each spine DXA examination blinded to clinical parameters and outcomes. Health service records were assessed for incident non-traumatic major osteoporotic fracture codes (mean follow-up 4.7 years). Results:In linear regression adjusted for FRAX risk factors (age,BMI, glucocorticoids, prior major fracture, rheumatoid arthritis, COPD as a smoking proxy, alcohol abuse) and osteoporosis therapy, diabetes was associated with higher BMD for LS, femoral neck and total hip but lower LS TBS (all p<0.001). Similar results were seen after excluding obese subjects withBMI>30. In logistic regression (Figure), the adjusted odds ratio (OR) for a skeletal measurement in the lowest vs highest tertile was less than 1 for all BMD measurements but increased for LS TBS (adjusted OR 2.61, 95%CI 2.30-2.97). Major osteoporotic fractures were identified in 175 (7.4%) with and 1,493 (5.5%) without diabetes (p < 0.001). LS TBS predicted fractures in those with diabetes (adjusted HR 1.27, 95%CI 1.10-1.46) and without diabetes (HR 1.31, 95%CI 1.24-1.38). LS TBS was an independent predictor of fracture (p<0.05) when further adjusted for BMD (LS, femoral neck or total hip). The explanatory effect of diabetes in the fracture prediction model was greatly reduced when LS TBS was added to the model (indicating that TBS captured a large portion of the diabetes-associated risk), but was paradoxically increased from adding any of the BMD measurements. Conclusions:Lumbar spine TBS is sensitive to skeletal deterioration in postmenopausal women with diabetes, whereas BMD is paradoxically greater. LS TBS predicts osteoporotic fractures in those with diabetes, and captures a large portion of the diabetes-associated fracture risk. Combining LS TBS with BMD incrementally improves fracture prediction.

PTPN11 mutation manifesting as LEOPARD syndrome associated with hypertrophic plexi and neuropathic pain.

BACKGROUND: LEOPARD syndrome (LS) belongs to the family of neuro-cardio-facio-cutaneous syndromes, which include Neurofibromatosis-1 (NF1), Noonan syndrome, Costello Syndrome, cardio-facio-cutaneous syndrome, Noonan-like syndrome with loose anagen hair and Legius syndrome. These conditions are caused by mutations in genes encoding proteins involved in the RAS-MAPK cellular pathway. Clinical heterogeneity and phenotype overlaps across those different syndromes is already recognized. CASE PRESENTATION: We hereby report a heterozygous de novo mutation in the PTPN11 gene (c.1403C > T) manifesting with a clinical picture of LS during childhood, and later development of neuropathic pain with hypertrophic plexi, which are typically observed in NF1 but have not been reported in LS. CONCLUSION: LS caused by PTPN11 mutations may be associated with hypertrophic roots and plexi. Consequently, clinicians should be aware of the possible development of neuropathic pain and consider specific diagnostic work-up and management.