Proteomic analysis of mononuclear cells of patients with minimal-change nephrotic syndrome of childhood.

Background/Aims. Recently, peripheral blood mononuclear cell transcriptome analysis has identified genes that are upregulated in relapsing minimal-change nephrotic syndrome (MCNS). In order to investigate protein expression in peripheral blood mononuclear cells (PBMC) from relapsing MCNS patients, we performed proteomic comparisons of PBMC from patients with MCNS in relapse and controls. METHODS: PBMC from a total of 20 patients were analysed. PBMC were taken from five patients with relapsing MCNS, four in remission, five patients with other glomerular diseases and six controls. Two dimensional electrophoresis was performed and proteome patterns were compared. RESULTS: Automatic heuristic clustering analysis allowed us to pool correctly the gels from the MCNS patients in the relapse and in the control groups. Using hierarchical population matching, nine spots were found to be increased in PBMC from MCNS patients in relapse. Four spots were identified by mass spectrometry. Three of the four proteins identified (L-plastin, alpha-tropomyosin and annexin III) were cytoskeletal-associated proteins. Using western blot and immunochemistry, L-plastin and alpha-tropomyosin 3 concentrations were found to be enhanced in PBMC from MCNS patients in relapse. Conclusions. These data indicate that a specific proteomic profile characterizes PBMC from MCNS patients in relapse. Proteins involved in PBMC cytoskeletal rearrangement are increased in relapsing MCNS. We hypothesize that T-cell cytoskeletal rearrangement may play a role in the pathogenesis of MCNS by altering the expression of cell surface receptors and by modifying the interaction of these cells with glomerular cells.

Prospective analysis of KRAS, BRAF, and PIK3CA mutations and EGFR copy number in patients (pts) with locally advanced rectal cancer: A translational substudy of a clinical trial (SAKK 41/07) evaluating the effect of neoadjuvant chemoradiation (CRT) with or without panitumumab

Background: Prognostic and predictive markers are of great importance for future study designs and essential for the interpretation of clinical trials incorporating an EGFR-inhibitor. The current study prospectively assessed and validated KRAS, BRAF and PIK3CA mutations in rectal cancer patients screened for the trial SAKK41/07 of concomitant preoperative radio-chemotherapy with or without panitumumab.Methods: Macrodissection was performed on pretreatment formalin fixed paraffin embedded biopsy tissue sections to arrive at a minimum of 50% of tumor cells. DNA was extracted with the Maxwell 16 FFPE Tissue LEV DNA purification kit. After PCR amplification, mutations were identified by pyrosequencing. We prospectively analysed pretreatment biopsy material from 149 rectal cancer pts biopsies for KRAS (exon 2 codon 12 [2-12] and 13 [2-13], exon 3 codon 59 [3-59]) and 61 [3-61], exon 4 codon 117 [4-117] and 146 [4-146]). Sixty-eight pts (KRASwt exon 2, 3 only) were further analysed for BRAF (exon 15 codon 600) and PIK3CA (exon 9 codon 542, 545 and 546, exon 20 codon 1043 [20-1043] and 1047 [20-1047]) mutations, and EGFR copy number by qPCR. For the calculation of the EGFR copy number, we used KRAS copy number as internal reference standard. The calculation was done on the basis of the two standard curves relative quantification method.Results: In 149 screened pts with rectal cancer, the prevalence of KRAS mutations was 36%. Among the 68 pts enrolled in SAKK 41/07 based on initially presumed KRASwt status (exon 2/codons 12+13), 18 pts (26%) had a total of 23 mutations in the RAS/PIK3CA-pathways upon validation analysis. Twelve pts had a KRAS mutation, 7 pts had a PIK3CA mutation, 3 pts had a NRAS mutation, 1 patient a BRAF mutation. Surprisingly, five of these pts had double- mutations, including 4 pts with KRAS plus PIK3CA mutations, and 1 pt with NRAS plus PIK3CA mutations. The median normalized EGFR copy number was 1. Neither mutations of KRAS, BRAF, and PIK3CA, nor EGFR copy number were statistically associated with the primary study endpoint pCR (pathological complete regression).Conclusions: The prevalence of KRAS mutations in rectal and in colon cancer appears to be similar. BRAF mutations are rare; PIK3CA mutations are more common (10%). EGFR copy number is not increased in rectal cancer. A considerable number or KRAS exon 2 wt tumors harbored KRAS exon 3+4 mutations. Further study is needed to determine if KRAS testing should include exons 2-4.

Testing the use of two types of nest box by the common dormouse Muscardinus avellanarius

British mammalogists have used two different systems for surveying the common dormouse Muscardinus avellanarius: a modified bird nest box with the entrance facing the tree trunk, and a smaller, cheaper model called a "nest tube". However, only few data comparing different nest box systems are currently available. To determine which system is more efficient, we compared the use of the large (GB-type) and small nest boxes (DE-type, a commercial wooden mouse trap without a door) in three Swiss forest. The presence of Muscardinus, potential competitors, and any evidence of occupation were examined in 60 pairs of nest boxes based on 2,280 nest box checks conducted over 5 years. Mean annual occupation and cumulative numbers of Muscardinus present were both significantly higher for the DE than for the GB boxes (64.6% versus 32.1%, and 149 versus 67 dormice, respectively). In contrast, the annual occupation by competitors including Glis glis, Apodemus spp. and hole-nesting birds was significantly higher in the GB than in the DE boxes in all forest (19-68% versus 0-16%, depending on the species and forest). These results suggest that smaller nest boxes are preferred by the common dormouse and are rarely occupied by competitors. These boxes hence appear to be preferable for studying Muscardinus populations.

Health behaviours, socioeconomic status, and mortality: further analyses of the British Whitehall II and the French GAZEL prospective cohorts

BACKGROUND: Differences in morbidity and mortality between socioeconomic groups constitute one of the most consistent findings of epidemiologic research. However, research on social inequalities in health has yet to provide a comprehensive understanding of the mechanisms underlying this association. In recent analysis, we showed health behaviours, assessed longitudinally over the follow-up, to explain a major proportion of the association of socioeconomic status (SES) with mortality in the British Whitehall II study. However, whether health behaviours are equally important mediators of the SES-mortality association in different cultural settings remains unknown. In the present paper, we examine this issue in Whitehall II and another prospective European cohort, the French GAZEL study. METHODS AND FINDINGS: We included 9,771 participants from the Whitehall II study and 17,760 from the GAZEL study. Over the follow-up (mean 19.5 y in Whitehall II and 16.5 y in GAZEL), health behaviours (smoking, alcohol consumption, diet, and physical activity), were assessed longitudinally. Occupation (in the main analysis), education, and income (supplementary analysis) were the markers of SES. The socioeconomic gradient in smoking was greater (p<0.001) in Whitehall II (odds ratio [OR] = 3.68, 95% confidence interval [CI] 3.11-4.36) than in GAZEL (OR = 1.33, 95% CI 1.18-1.49); this was also true for unhealthy diet (OR = 7.42, 95% CI 5.19-10.60 in Whitehall II and OR = 1.31, 95% CI 1.15-1.49 in GAZEL, p<0.001). Socioeconomic differences in mortality were similar in the two cohorts, a hazard ratio of 1.62 (95% CI 1.28-2.05) in Whitehall II and 1.94 in GAZEL (95% CI 1.58-2.39) for lowest versus highest occupational position. Health behaviours attenuated the association of SES with mortality by 75% (95% CI 44%-149%) in Whitehall II but only by 19% (95% CI 13%-29%) in GAZEL. Analysis using education and income yielded similar results. CONCLUSIONS: Health behaviours were strong predictors of mortality in both cohorts but their association with SES was remarkably different. Thus, health behaviours are likely to be major contributors of socioeconomic differences in health only in contexts with a marked social characterisation of health behaviours. Please see later in the article for the Editors' Summary.

Effect of dronedarone on renal function in healthy sujects

Rapport de synthèse : But : Evaluer l'effet de la dronédarone sur la fonction rénale et le transport tubulaire des cations. Méthodes : Douze sujets masculins en bonne santé ont été inclus dans une étude randomisée, croisée, comparée à un placebo, en double aveugle. Ils ont reçu 400 mg de dronédarone ou un placebo deux fois par jour pendant sept jours. Des tests fonctionnels rénaux ont été effectués avant le traitement et en cours de traitement après une standardisation stricte des apports, par détermination de la clairance de la créatinine, de la sinistrine, du para-amino-hippurate (PAH) et du N-méthylnicotinamide (NMN) et de l'excrétion des électrolytes. Résultats : Comparée au placebo, la dronédarone a réduit de manière significative la clairance de la créatinine (en moyenne 138-119 ml/min après dronédarone vs 142-149 ml/min après placebo) et la clairance du NMN (448-368 ml/min vs 435-430 ml/min), mais n'a pas eu d'effet sur la clairance rénale de la sinistrine, du PAH ou sur d'autres paramètres rénaux. Conclusion : La dronédarone réduit la clairance rénale de la créatinine et du NMN d'environ 18%, sans évidence d'effet sur la filtration glomérulaire, sur le flux plasmatique rénal ou sur les échanges électrolytiques. Cela suggère une inhibition spécifique partielle du transport tubulaire organique des cations (OCT). Une augmentation limitée de la créatininémie est donc à attendre sous traitement de dronédarone, sans que cela ne soit assimilable à une baisse de la fonction rénale.

Genome reconstruction and comparative genomics of pneumocystis jirovecii

Pneumocystis jirovecii is a fungus belonging to a basal lineage of the Ascomycotina, the Taphrinomycotina subphylum. It is a parasite specific to humans that dwells primarily in the lung and can cause severe pneumonia in individuals with debilitated immune system. Despite its clinical importance, many aspects of its biology remain poorly understood, at least in part because of the lack of a continuous in vitro cultivation system. The present thesis consists in the genome reconstruction and comparative genomics of P. jirovecii. It is made of three parts: (i) the de novo sequencing of P. jirovecii genome starting from a single broncho- alveolar lavage fluid of a single patient (ii) the de novo sequencing of the genome of the plant pathogen Taphrina deformans, a fungus closely related to P. jirovecii, and (iii) the genome scale comparison of P. jirovecii to other Taphrinomycotina members. Enrichment in P. jirovecii cells by immuno-precipitation, whole DNA random amplification, two complementary high throughput DNA sequencing methods, and in silico sorting and assembly of sequences were used for the de novo reconstruction of P. jirovecii genome from the microbiota of a single clinical specimen. An iterative ad hoc pipeline as well as numerical simulations was used to recover P. jirovecii sequences while purging out contaminants and assembly or amplification chimeras. This strategy produced a 8.1 Mb assembly, which encodes 3,898 genes. Homology searches, mapping on biochemical pathways atlases, and manual validations revealed that this genome lacks (i) most of the enzymes dedicated to the amino acids biosyntheses, and (ii) most virulence factors observed in other fungi, e.g. the glyoxylate shunt pathway and specific peptidases involved in the degradation of the host cell membrane. The same analyses applied to the available genomic sequences from Pneumocystis carinii the species infecting rats and Pneumocystis murina the species infecting mice revealed the same deficiencies. The genome sequencing of T. deformans yielded a 13 Mb assembly, which encodes 5,735 genes. T. deformans possesses enzymes involved plant cell wall degradation, secondary metabolism, the glyoxylate cycle, detoxification, sterol biosynthesis, as well as the biosyntheses of plant hormones such as abscisic acid or indole-3-acetic acid. T. deformans also harbors gene subsets that have counterparts in plant saprophytes or pathogens, which is consistent with its alternate saprophytic and pathogenic lifestyles. Mating genes were also identified. The homothallism of this fungus suggests a mating-type switching mechanism. Comparative analyses indicated that 81% of P. jirovecii genes are shared with eight other Taphrinomycotina members, including T. deformans, P. carinii and P. murina. These genes are mostly involved in housekeeping activities. The genes specific to the Pneumocystis genus represent 8%, and are involved in RNA metabolism and signaling. The signaling is known to be crucial for interaction of Pneumocystis spp with their environment. Eleven percent are unique to P. jirovecii and encode mostly proteins of unknown function. These genes in conjunction with other ones (e.g. the major surface glycoproteins) might govern the interaction of P. jirovecii with its human host cells, and potentially be responsible of the host specificity. P. jirovecii exhibits a reduced genome in size with a low GC content, and most probably scavenges vital compounds such as amino acids and cholesterol from human lungs. Consistently, its genome encodes a large set of transporters (ca. 22% of its genes), which may play a pivotal role in the acquisition of these compounds. All these features are generally observed in obligate parasite of various kingdoms (bacteria, protozoa, fungi). Moreover, epidemiological studies failed to evidence a free-living form of the fungus and Pneumocystis spp were shown to co-evolved with their hosts. Given also the lack of virulence factors, our observations strongly suggest that P. jirovecii is an obligate parasite specialized in the colonization of human lungs, and which causes disease only in individuals with compromised immune system. The same conclusion is most likely true for all other Pneumocystis spp in their respective mammalian host. - Pneumocystis jirovecii est un champignon appartenant à ine branche basale des Ascomycotina, le sous-embranchement des Taphrinomycotina. C'est un parasite spécifique aux humains qui réside principalement dans les poumons, et qui peut causer des pneumonies sévères chez des individus ayant un système immunitaire déficient. En dépit de son importance clinique, de nombreux aspects de sa biologie demeurent,largement méconnus, au moins en partie à cause de l'absence d'un système de culture in vitro continu. Cette thèse traite de la reconstruction du génome et de la génomique comparative de P. jirovecii. Elle comporte trois parties: (i) le séquençage de novo du génome de P. jirovecii à partir d'un lavage broncho-alvéolaire provenant d'un seul patient, (ii) le séquençage de novo du génome d'un champignon pathogène de plante Taphrina deformans qui est phylogénétiquement proche de P. jirovecii, et (iii) la comparaison du génome de P. jirovecii à celui d'autres membres du sous-embranchement des Taphrinomycotina. Un enrichissement en cellules de P. jirovecii par immuno-précipitation, une amplification aléatoire des molécules d'ADN, deux méthodes complémentaires de séquençage à haut débit, un tri in silico et un assemblage des séquences ont été utilisés pour reconstruire de novo le génome de P. jirovecii à partir du microbiote d'un seul échantillon clinique. Un pipeline spécifique ainsi que des simulations numériques ont été utilisés pour récupérer les séquences de P. jirovecii tout en éliminant les séquences contaminants et les chimères d'amplification ou d'assemblage. Cette stratégie a produit un assemblage de 8.1 Mb, qui contient 3898 gènes. Les recherches d'homologies, de cartographie des voies métaboliques et des validations manuelles ont révélé que ce génome est dépourvu (i) de la plupart des enzymes dédiées à la biosynthèse des acides aminés, et (ii) de la plupart des facteurs de virulence observés chez d'autres champignons, par exemple, le cycle du glyoxylate ainsi que des peptidases spécifiques impliquées dans la dégradation de la membrane de la cellule hôte. Les analyses appliquées aux données génomiques disponibles de Pneumocystis carinii, l'espèce infectant les rats, et de Pneumocystis murina, l'espèce infectant les souris, ont révélé les mêmes déficiences. Le séquençage du génome de T. deformans a généré un assemblage de 13.3 Mb qui contient 5735 gènes. T. deformans possède les gènes codant pour les enzymes impliquées dans la dégradation des parois cellulaires des plantes, le métabolisme secondaire, le cycle du glyoxylate, la détoxification, la biosynthèse des stérols ainsi que la biosynthèse d'hormones de plantes telles que l'acide abscissique ou l'acide indole 3-acétique. T. deformans possède également des sous-ensembles de gènes présents exclusivement chez des saprophytes ou des pathogènes de plantes, ce qui est consistent avec son mode de vie alternatif saprophyte et pathogène. Des gènes impliqués dans la conjugaison ont été identifiés. L'homothallisme de ce champignon suggère mécanisme de permutation du type conjuguant. Les analyses comparatives ont démontré que 81% des gènes de P. jirovecii sont présent chez les autres membres du sous-embranchement des Taphrinomycotina. Ces gènes sont essentiellement impliqués dans le métabolisme basai. Les gènes spécifiques au genre Pneumocystis représentent 8%, et sont impliqués dans le métabolisme de l'ARN et la signalisation. La signalisation est connue pour être cruciale pour l'interaction des espèces de Pneumocystis avec leur environnement. Les gènes propres à P. jirovecii représentent 11% et codent en majorité pour des protéines dont la fonction est inconnue. Ces gènes en conjonction avec d'autres (par exemple, les glycoprotéines de surface), pourraient être déterminants dans l'interaction de P. jirovecii avec les cellules de l'hôte humain, et être potentiellement responsable de la spécificité d'hôte. P. jirovecii possède un génome de taille réduite à faible pourcentage en GC et récupère très probablement des composés vitaux comme les acides aminés et le cholestérol à partir des poumons humains. De manière consistante, son génome code pour de nombreux transporteurs (22% de ses gènes), qui pourraient jouer un rôle essentiel dans l'acquisition de ces composés. Ces caractéristiques sont généralement observées chez les parasites obligatoires de plusieurs règnes (bactéries, protozoaires, champignons). De plus, les études épidémiologiques n'ont pas réussi à prouver l'existence d'ime forme vivant librement du champignon. Etant donné également l'absence de facteurs de virulence, nos observations suggèrent que P. jirovecii est un parasite obligatoire spécialisé dans la colonisation des poumons humains, ne causant une maladie que chez des individus ayant un système immunitaire compromis. La même conclusion est très probablement applicable à toutes les autres espèces de Pneumocystis dans leur hôte mammifère respectif.

Role of intracellular cysteines in ENaC function

The epithelial sodium channel (ENaC) regulates the sodium reabsorption in the collecting duct principal cells of the nephron. ENaC is mainly regulated by hormones such as aldosterone and vasopressin, but also by serine proteases, Na+ and divalent cations. The crystallization of an ENaC/Deg member, the Acid Sensing Ion Channel, has been recently published but the pore-lining residues constitution of ENaC internal pore remains unclear. It has been reported that mutation aS589C of the selectivity filter on the aENaC subunit, a three residues G/SxS sequence, renders the channel permeant to divalent cations and sensitive to extracellular Cd2+. We have shown in the first part of my work that the side chain of aSer589 residue is not pointing toward the pore lumen, permitting the Cd2+ to permeate through the ion pore and to coordinate with a native cysteine, gCys546, located in the second transmembrane domain of the gENaC subunit. In a second part, we were interested in the sulfhydryl-reagent intracellular inhibition of ENaC-mediated Na+ current. Kellenberger et al. have shown that ENaC is rapidly and reversibly inhibited by internal sulfhydryl reagents underlying the involvement of intracellular cysteines in the internal regulation of ENaC. We set up a new approach comprising a Substituted Cysteine Analysis Method (SCAM) using intracellular MTSEA-biotin perfusion coupled to functional and biochemical assays. We were thus able to correlate the cysteine-modification of ENaC by methanethiosulfonate (MTS) and its effect on sodium current. This allowed us to determine the amino acids that are accessible to intracellular MTS and the one important for the inhibition of the channel. RESUME : Le canal épithélial sodique ENaC est responsable de la réabsorption du sodium dans les cellules principales du tubule collecteur rénal. Ce canal est essentiellement régulé par voie hormonale via l'aldostérone et la vasopressine mais également par des sérines protéases, le Na+ lui-même et certains cations divalents. La cristallisation du canal sodique sensible au pH acide, ASIC, un autre membre de la famille ENaC/Deg, a été publiée mais les acides aminés constituant le pore interne d'ENaC restent indéterminés. Il a été montré que la mutation aS589C du filtre de sélectivité de la sous-unité aENaC permet le passage de cations divalents et l'inhibition du canal par le Cd2+ extracellulaire. Dans un premier temps, nous avons montré que la chaîne latérale de la aSer589 n'est pas orientée vers l'intérieur du pore, permettant au Cd2+ de traverser le canal et d'interagir avec une cysteine native du second domaine transrnembranaire de la sous-unité γENaC, γCys546. Dans un second temps, nous nous sommes intéressés au mécanisme d'inhibition d'ENaC par les réactifs sulfhydryl internes. Kellenberger et al. ont montré l'implication de cystéines intracellulaires dans la régulation interne d'ENaC par les réactifs sulfhydryl. Nous avons mis en place une nouvelle approche couplant la méthode d'analyse par substitution de cystéines (SCAM) avec des perfusions intracellulaires de MTSEAbiotine. Ainsi, nous pouvons meure en corrélation les modifications des cystéines d'ENaC par les réactifs methanethiosulfonates (MTS) avec leur effet sur le courant sodique, et donc mettre en évidence les acides aminés accessibles aux MTS intracellulaires et ceux qui sont importants dans la fonction du canal.

Three cases of neonatal herpes simplex virus infection presenting as fulminant hepatitis.

We report three cases of neonatal herpes simplex virus (HSV) infection presenting as fulminant hepatitis. None of the patients had clear risk factors for HSV infection and they all died. Antiviral treatment for HSV is currently available but must be administered early in the course of the disease before irreversible liver tissue damage is present. Since the diagnosis may be difficult to establish, we wish to draw the attention of clinicians to the presentation of neonatal HSV infection and suggest that in such cases viral cultures, including culture of liver tissue, should be obtained early and antiviral treatment administered while awaiting the culture results.

The impact of fibrosis and steatosis on early viral kinetics in HCV genotype 1-infected patients treated with Peg-IFN-alfa-2a and ribavirin.

Summary.  Hepatitis C viral (HCV) kinetics after initiation of interferon-based therapy provide valuable insights for understanding virus pathogenesis, evaluating treatment antiviral effectiveness and predicting treatment outcome. Adverse effects of liver fibrosis and steatosis on sustained virological response have been frequently reported, yet their impacts on the early viral kinetics remain unclear. In this study, associations between histology status and early viral kinetics were assessed in 149 HCV genotype 1-infected patients treated with pegylated interferon alfa-2a and ribavirin (DITTO trial). In multivariate analyses adjusted for critical factors such as IL28B genotype and baseline viral load, presence of significant fibrosis (Ishak stage > 2) was found to independently reduce the odds of achieving an initial reduction (calculated from day 0 to day 4) in HCV RNA of ≥2 logIU/mL (adjusted OR 0.03, P = 0.004) but was not associated with the second-phase slope of viral decline (calculated from day 8 to day 29). On the contrary, presence of liver steatosis was an independent risk factor for not having a rapid second-phase slope, that is, ≥0.3 logIU/mL/week (adjusted OR 0.22, P = 0.012) but was not associated with the first-phase decline. Viral kinetic modelling theory suggests that significant fibrosis primarily impairs the treatment antiviral effectiveness in blocking viral production by infected cells, whereas the presence of steatosis is associated with a lower net loss of infected cells. Further studies will be necessary to identify the biological mechanisms underlain by these findings.

Evaluation of Muscardinus avellanarius population density by nest box and by trap checking

Population densities of marked common dormice Muscardinus avellanarius are generally based on nest box checks. As dormice also use natural cavities and leaf nests, we tried to answer the question "what proportion of the population cannot be monitored by nest boy checks", using parallel trapping sessions. We selected a forest of 1.7ha where a 5-year nest box survey revealed an annual mean of 3.4 ± 1.4 dormice per check. The trap design (permanent grid of 77 hanging platforms) was developed in June. During July and August the traps were set every second week (4 sessions of two nights = 8 nights) resulting in a total of 75 captures with mean of 9.4 dormice per night and the presence of 16 different individuals. The grid of 60 nest boxes was checked weekly (8 times) which allowed the recapture of 19 dormice with a mean of 2.4 dormice, per control day and the presence of 6 different individuals. Population density estimated by calendar of capture and the minimal number of dormice alive methods gave for nest-box checks a value of 2.4 animals/ha and the trap checks 6.6 animals/ha with the conclusion that 63% of the population were not being monitored by nest box checks.

HIV infection and suicide risk: an epidemiological inquiry among male homosexuals in Switzerland.

Conflicting results have been published about suicidality among HIV+ subjects; part of the alleged increased risk may be linked to premorbid risk factors such as drug addiction and homosexuality. In order to cope with these confounding factors, we assessed the degree of suicidal ideation in a sample of Swiss male homo- and bisexuals, comparing HIV- and HIV+ subjects. A total of 164 subjects returned a self-administered, home-completed questionnaire, which had been circulated among homosexuals in the French speaking part of Switzerland. Suicidal ideation was assessed through Pöldinger's scale. Serostatus was known for 149 subjects, among whom 65 were HIV+. A high rate of suicide attempts was found among homosexuals, both HIV- and HIV+. Scores on Pöldinger's scale are significantly, though moderately, higher among HIV+ subjects, and this finding seems to be a direct consequence of HIV infection.

Gliotransmission in the hippocampus, mechanisms and interaction with synaptic functions

SUMMARYAstrocytes represent the largest cell population in the human brain. In addition to a well established role as metabolic support for neuronal activity, in the last years these cells have been found to accomplish other important and, sometimes, unexpected functions. The tight enwrapping of synapses by astrocytic processes and the predominant expression of glutamate uptake carriers in the astrocytic rather than neuronal plasma membranes brought to the definition of a critical involvement of astrocytes in the clearance of glutamate from synaptic junctions. Moreover, several publications showed that astrocytes are able to release chemical transmitters (gliotransmitters) suggesting their active implication in the control of synaptic functions. Among gliotransmitters, the best characterized is glutamate, which has been proposed to be released from astrocytes in a Ca2+ dependent manner via exocytosis of synaptic-like microvesicles.In my thesis I present results leading to substantial advancement of the understanding of the mechanisms by which astrocytes modulate synaptic activity in the hippocampus, notably at excitatory synapses on dentate granule cells. I show that tumor necrosis factor- alpha (TNFa), a molecule that is generally involved in immune system functions, critically controls astrocyte-to-synapse communication (gliotransmission) in the brain. With constitutive levels of TNFa present, activation of purinergic G protein-coupled receptors in astrocytes, called P2Y1 receptors, induces localized intracellular calcium ([Ca2+]j) elevation in astrocytic processes (measured by two-photon microscopy) followed by glutamate release and activation of pre-synaptic NMDA receptors resulting in synaptic potentiation. In preparations lacking TNFa, astrocytes respond with identical [Ca2+]i elevations but fail to induce neuromodulation. I find that TNFa specifically controls the glutamate release step of gliotransmission. Addition of very low (picomolar) TNFa concentrations to preparations lacking the cytokine, promptly reconstitutes both normal exocytosis in cultured astrocytes and gliotransmission in hippocampal slices. These data provide the first demonstration that gliotransmission and its synaptic effects are controlled not only by astrocyte [Ca2+]i elevations but also by permissive/homeostatic factors like TNFa.In addition, I find that higher and presumably pathological TNFa concentrations do not act just permissively but instead become direct and potent triggers of glutamate release from astrocytes, leading to a strong enhancement of excitatory synaptic activity. The TNFa action, like the one observed upon P2Y1R activation, is mediated by pre-synaptic NMDA receptors, but in this case the effect is long-lasting, and not reversible. Moreover, I report that a necessary molecular target for this action of TNFa is TNFR1, one of the two specific receptors for the cytokine, as I found that TNFa was unable to induce synaptic potentiation when applied in slices from TNFR1 knock-out (Tnfrlv") mice. I then created a double transgenic mouse model where TNFR1 is knocked out in all cells but can be re-expressed selectively in astrocytes and I report that activation of the receptors in these cells is sufficient to reestablish TNFa-dependent long-lasting potentiation of synaptic activity in the TNFR1 knock-out mice.I therefore discovered that TNFa is a primary molecule displaying both permissive and instructive roles on gliotransmission controlling synaptic functions. These reports might have profound implications for the understanding of both physiological and pathological processes associated to TNFa production, including inflammatory processes in the brain.RÉSUMÉLes astrocytes sont les cellules les plus abondantes du cerveau humain. Outre leur rôle bien établi dans le support métabolique de l'activité neuronale, d'autres fonctions importantes, et parfois inattendues de ces cellules ont été mises en lumière au cours de ces dernières années. Les astrocytes entourent étroitement les synapses de leurs fins processus qui expriment fortement les transporteurs du glutamate et permettent ainsi aux astrocytes de jouer un rôle critique dans l'élimination du glutamate de la fente synaptique. Néanmoins, les astrocytes semblent être capables de jouer un rôle plus intégratif en modulant l'activité synaptique, notamment par la libération de transmetteurs (gliotransmetteurs). Le gliotransmetteur le plus étudié est le glutamate qui est libéré par l'exocytose régulée de petites vésicules ressemblant aux vésicules synaptiques (SLMVs) via un mécanisme dépendant du calcium.Les résultats présentés dans cette thèse permettent une avancée significative dans la compréhension du mode de communication de ces cellules et de leur implication dans la transmission de l'information synaptique dans l'hippocampe, notamment des synapses excitatrices des cellules granulaires du gyrus dentelé. J'ai pu montrer que le « facteur de nécrose tumorale alpha » (TNFa), une cytokine communément associée au système immunitaire, est aussi fondamentale pour la communication entre astrocyte et synapse. Lorsqu'un niveau constitutif très bas de TNFa est présent, l'activation des récepteurs purinergiques P2Y1 (des récepteurs couplés à protéine G) produit une augmentation locale de calcium (mesurée en microscopie bi-photonique) dans l'astrocyte. Cette dernière déclenche ensuite une libération de glutamate par les astrocytes conduisant à l'activation de récepteurs NMDA présynaptiques et à une augmentation de l'activité synaptique. En revanche, dans la souris TNFa knock-out cette modulation de l'activité synaptique par les astrocytes n'est pas bien qu'ils présentent toujours une excitabilité calcique normale. Nous avons démontré que le TNFa contrôle spécifiquement l'exocytose régulée des SLMVs astrocytaires en permettant la fusion synchrone de ces vésicules et la libération de glutamate à destination des récepteurs neuronaux. Ainsi, nous avons, pour la première fois, prouvé que la modulation de l'activité synaptique par l'astrocyte nécessite, pour fonctionner correctement, des facteurs « permissifs » comme le TNFa, agissant sur le mode de sécrétion du glutamate astrocytaire.J'ai pu, en outre, démontrer que le TNFa, à des concentrations plus élevées (celles que l'on peut observer lors de conditions pathologiques) provoque une très forte augmentation de l'activité synaptique, agissant non plus comme simple facteur permissif mais bien comme déclencheur de la gliotransmission. Le TNFa provoque 1'activation des récepteurs NMD A pré-synaptiques (comme dans le cas des P2Y1R) mais son effet est à long terme et irréversible. J'ai découvert que le TNFa active le récepteur TNFR1, un des deux récepteurs spécifiques pour le TNFa. Ainsi, l'application de cette cytokine sur une tranche de cerveau de souris TNFR1 knock-out ne produit aucune modification de l'activité synaptique. Pour vérifier l'implication des astrocytes dans ce processus, j'ai ensuite mis au point un modèle animal doublement transgénique qui exprime le TNFR1 uniquement dans les astrocytes. Ce dernier m'a permis de prouver que l'activation des récepteurs TNFR1 astrocytaires est suffisante pour induire une augmentation de l'activité synaptique de manière durable.Nous avons donc découvert que le TNFa possède un double rôle, à la fois un rôle permissif et actif, dans le contrôle de la gliotransmission et, par conséquent, dans la modulation de l'activité synaptique. Cette découverte peut potentiellement être d'une extrême importance pour la compréhension des mécanismes physiologiques et pathologiques associés à la production du TNFa, en particulier lors de conditions inflammatoires.RÉSUMÉ GRAND PUBLICLes astrocytes représentent la population la plus nombreuse de cellules dans le cerveau humain. On sait, néanmoins, très peu de choses sur leurs fonctions. Pendant très longtemps, les astrocytes ont uniquement été considérés comme la colle du cerveau, un substrat inerte permettant seulement de lier les cellules neuronales entre elles. Il n'y a que depuis peu que l'on a découvert de nouvelles implications de ces cellules dans le fonctionnement cérébral, comme, entre autres, une fonction de support métabolique de l'activité neuronale et un rôle dans la modulation de la neurotransmission. C'est ce dernier aspect qui fait l'objet de mon projet de thèse.Nous avons découvert que l'activité des synapses (régions qui permettent la communication d'un neurone à un autre) qui peut être potentialisée par la libération du glutamate par les astrocytes, ne peut l'être que dans des conditions astrocytaires très particulières. Nous avons, en particulier, identifié une molécule, le facteur de nécrose tumorale alpha (TNFa) qui joue un rôle critique dans cette libération de glutamate astrocytaire.Le TNFa est surtout connu pour son rôle dans le système immunitaire et le fait qu'il est massivement libéré lors de processus inflammatoires. Nous avons découvert qu'en concentration minime, correspondant à sa concentration basale, le TNFa peut néanmoins exercer un rôle indispensable en permettant la communication entre l'astrocyte et le neurone. Ce mode de fonctionnement est assez probablement représentatif d'un processus physiologique qui permet d'intégrer la communication astrocyte/neurone au fonctionnement général du cerveau. Par ailleurs, nous avons également démontré qu'en quantité plus importante, le TNFa change son mode de fonctionnement et agit comme un stimulateur direct de la libération de glutamate par l'astrocyte et induit une activation persistante de l'activité synaptique. Ce mode de fonctionnement est assez probablement représentatif d'un processus pathologique.Nous sommes également arrivés à ces conclusions grâce à la mise en place d'une nouvelle souche de souris doublement transgéniques dans lesquelles seuls les astrocytes (etnon les neurones ou les autres cellules cérébrales) sont capables d'être activés par le TNFa.

Long-term, multilineage hematopoiesis occurs in the combined absence of beta-catenin and gamma-catenin

The canonical Wnt signaling pathway plays key roles in stem-cell maintenance, progenitor cell expansion, and lineage decisions. Transcriptional responses induced by Wnt depend on the association of either beta-catenin or gamma-catenin with lymphoid enhancer factor/T cell factor transcription factors. Here we show that hematopoiesis, including thymopoiesis, is normal in the combined absence of beta- and gamma-catenin. Double-deficient hematopoietic stem cells maintain long-term repopulation capacity and multilineage differentiation potential. Unexpectedly, 2 independent ex vivo reporter gene assays show that Wnt signal transmission is maintained in double-deficient hematopoietic stem cells, thymocytes, or peripheral T cells. In contrast, Wnt signaling is strongly reduced in thymocytes lacking TCF-1 or in nonhematopoietic cells devoid of beta-catenin. These data provide the first evidence that hematopoietic cells can transduce canonical Wnt signals in the combined absence of beta- and gamma-catenin