First evaluation of human sperm quality in various geographic regions of Switzerland

A decline in human sperm quality and quantity has been reported in numerous Western countries. This observation was also accompanied by an increase in urogenital malformations. The need for epidemiological studies dealing with unbiased populations in order to understand the causes of these observations is obvious. In Switzerland, the large majority of young men are asked to attend a military camp to be drafted into the army. A few weeks before this camp, conscripts were contacted and invited to participate in a large national study on semen quality. The participation was totally voluntary and anonymous. From September 2005 to June 2007, 770 volunteers filled out a questionnaire, underwent a clinical examination and provided sperm, blood and urine samples. Using self-rated health assessments, the observed cohort could be considered as healthy and no testicular cancer was found. Moreover, the testicular volumes, measured using Prader's orchidometry and ultrasonography, were comparable to those already published for young male populations. The median sperm concentration was 47 x 10(6)/ml, which is close to the concentration reported in Denmark, known to have the highest incidence of testicular cancer in Europe. Statistically significant differences were observed between regions with a lower sperm concentration for men residing in the Alps (43 x 10(6)/ml) and in the Zurich area (36 x 10(6)/ml) compared to men from West Plateau (54 x 10(6)/ml) and from the Jura (54 x 10(6)/ml). Such a regional discrepancy could be related to environmental factors, including endocrine disruptors. In order to confirm such regional differences more volunteers from the already studied regions should be studied and other parts of the country should be investigated. The rather low sperm concentration of Swiss young volunteers should be considered as a national health issue and investigated further.

Congenital hydrocephalus--prevalence, prenatal diagnosis and outcome of pregnancy in four European regions.

OBJECTIVE: To describe prevalence, prenatal diagnosis and outcome for fetuses and infants with congenital hydrocephalus. METHODS: Data were taken from four European registries of congenital malformations (EUROCAT). The registries included are based on multiple sources of information and include information about livebirths, fetal deaths with GA > or = 20 weeks and terminations of pregnancy for fetal anomaly (TOPFA). All cases from the four registries diagnosed with congenital hydrocephalus and born in the period 1996-2003 were included in the study. Cases with hydrocephalus associated with neural tube defects were not included in the study. RESULTS: Eighty-seven cases with congenital hydrocephalus were identified during the study period giving an overall prevalence of 4.65 per 10,000 births. There were 41 livebirths (47%), four fetal deaths (5%) and 42 TOPFA (48%). Nine percent of all cases were from a multiple pregnancy. Additional non-cerebral major malformations were diagnosed in 38 cases (44%) and karyotype anomalies in eight cases (9%). Median GA at TOPFA was 21 weeks. Among livebirths 61% were diagnosed prenatally at a median GA of 31 weeks (range 17-40 weeks) and median GA at birth was 37 weeks. Fourteen liveborn infants (34%) died within the first year of life with the majority of deaths during the first week after birth. CONCLUSION: Congenital hydrocephalus is a severe congenital malformation often associated with other congenital anomalies. CH is often diagnosed prenatally, although sometimes late in pregnancy. A high proportion of affected pregnancies result in termination for severe fetal anomaly and there is a high mortality in livebirths.

Usefulness of late enhancement MRI as diagnostic tool to differentiate myocardial infarction from myocarditis

Introduction: Residual pulmonary artery (PA) anomalies are a major concern after surgery for cono-truncal malformations. This study sought to assess residual PA anomalies using MRI/MRA. Methods: 43 MRI/MRA studies were performed in 37 patients after corrective surgery for cono-truncal malformations. MRI/MRA studies comprised spin-echo, cine, velocity-encoded and 3D Gadolinium-enhanced MRA sequences. Residual PA anomalies were searched in ail patients; angiographie data were available in 13 patients and a comparison with MRI/MRA was made. Results: 32/37 patients had postoperative anomalies of the pulmonary arterial tree. Left pulmonary artery stenosis was the most common finding (14/32), followed by stenosis at multiple sites (11/32). Isolated right pulmonary artery stenosis was rare (2/32). The median time interval between MRI/MRA and angiography in the 13 patients undergoing both types of studies was 54 days. The findings between the two examinations were identical regarding stenoses and collateral vessels. In 4 patients, the MRI/MRA study allowed to plan interventional catheterization with balloon dilatation and/or stenting of the obstructed arteries or co il-occlusion of systemic collaterals. Eleven patients had additional surgery based on MRI/MRA findings. Conclusions: Post-operative anomalies of the PA in cono-truncal malformations can reliably be detected with MRI/MRA. This technique allows planning of the intervention al or surgical procedure to correct the residual anomalies and may th us replace or precede catheterization during the follow-up of surgically corrected cono-truncal malformations.

Evaluation pré-TAVI : comparaison entre le scanner cardiaque et l'échocardiographie.

Objectifs: Comparer le CT et l'échocardiographie cardiaques pour l'évaluation pré-interventionnelle des patients éligibles pour un remplacement aortique percutané (TAVI). Matériels et méthodes: Trente patients (15F/15H, âge 84±7y) éligibles pour un TAVI par voie transfémorale (n=15) ou transapicale (n=15) ont bénéficié d'un CT pré-procédural pour évaluer le diamètre (DCT) valvulaire aortique. Une échographie trans-thoracique pré et post-TAVI a été effectuée pour évaluer le gradient trans-valvulaire (Gmax) et la différence (ΔGmax), et une échographie trans-oesophagienne (ETO) pour confirmer le diamètre valvulaire (DUS). Le test-t de Student, le test de Lin (ρc) et le test de Bland-Altman (LOA) ont été utilisés pour les comparaisons. Résultats: Le DCT était similaire chez les patients bénéficiant d'un TAVI transfémoral ou transapical (22.9±3.0mm vs. 21.2±1.5mm,p=0.06). Le DCT était plus bas que le DUS (22.2±2.6mm vs. 23.3±2.1mm,p=0.017) et l'agrément entre DCT et DUS était modéré (ρc=0.62,différence moyenne=-1.1±1.9mm, 95%LOA:-4.8-2.6). Le Gmax pré-TAVI était similaire chez les patients ayant un TAVI transfémoral ou transapical (70.8±33.7 vs. 86.3±24.0mmHg,p=0.17). Le Gmax post-TAVI était plus bas que le Gmax pré-TAVI (78.5±29.7 vs. 16.8±5.1mmHg,p<0.001). Le ΔGmax était similaire pour les TAVI transfémoraux ou transapicaux (46.3±28.6 vs. 70.4±25.1 mmHg,p=0.05). Conclusion: Le CT cardiaque représente une alternative non-invasive à l'ETO pour l'évaluation pré-TAVI du diamètre valvulaire aortique.

Impact of severe epilepsy on development: Recovery potential after successful early epilepsy surgery.

Purpose: Epilepsy surgery in young children with focal lesions offers a unique opportunity to study the impact of severe seizures on cognitive development during a period of maximal brain plasticity, if immediate control can be obtained. We studied 11 children with early refractory epilepsy (median onset, 7.5 months) due to focal lesion who were rendered seizure-free after surgery performed before the age of 6 years. Methods: The children were followed prospectively for a median of 5 years with serial neuropsychological assessments correlated with electroencephalography (EEG) and surgery-related variables. Results: Short-term follow-up revealed rapid cognitive gains corresponding to cessation of intense and propagated epileptic activity [two with early catastrophic epilepsy; two with regression and continuous spike-waves during sleep (CSWS) or frontal seizures]; unchanged or slowed velocity of progress in six children (five with complex partial seizures and frontal or temporal cortical malformations). Longer-term follow-up showed stabilization of cognitive levels in the impaired range in most children and slow progress up to borderline level in two with initial gains. Discussion: Cessation of epileptic activity after early surgery can be followed by substantial cognitive gains, but not in all children. In the short term, lack of catch-up may be explained by loss of retained function in the removed epileptogenic area; in the longer term, by decreased intellectual potential of genetic origin, irreversible epileptic damage to neural networks supporting cognitive functions, or reorganization plasticity after early focal lesions. Cognitive recovery has to be considered as a "bonus," which can be predicted in some specific circumstances.

Reduced ejection fraction after myocardial infarction: is it sufficient to justify implantation of a defibrillator ?

Introduction : La diminution de la fraction d'éjection après infarctus du myocarde est-elle suffisante pour justifier l'implantation prophylactique de défibrillateur ? Introduction: La diminution de la fraction d'éjection (FE) est un facteur prédictif majeur de mortalité cardiaque chez les patients avec ancien infarctus du myocarde (IM). Les plus récentes études, pour la plupart conduites à la fin des années 90, montrent une diminution de la mortalité post-hospitalière à 10 à 20% par année. Une amélioration de la survie par implantation prophylactique de défibrillateurs a été démontrée chez les patients avec dysfonction myocardique avancée après ancien IM dans la cadre de l'étude MADIT II (Multicenter Automatic Defibrillator Implantation Trial) et est depuis lors, considérée comme une thérapie recommandée. Le bénéfice de l'implantation prophylactique de défibrillateurs en terme de nombre nécessaire de patients à traiter pour prévenir un évènement est d'un intérêt primordial en raison des complications potentielles liées à la procédure et l'appareillage, des implications psychologiques ainsi qu'en raison de l'analyse coût-efficacité. Le nombre de patients à traiter est corrélé au risque actuel de mortalité rythmique, probablement influencé par les récentes avancées thérapeutiques dans la prise en charge aigue de l'IM (notamment par angioplastie primaire) et de l'insuffisance cardiaque. Or, dans '' l'étude MADIT II, le recrutement des patients était effectué entre 1997 et 2001 et l'intervalle moyen entre l'IM et le recrutement était de plus de 6 ans. Le but de l'étude était donc d'évaluer, dans la pratique générale, la mortalité actuelle de patients ayant survécu à un IM avec diminution consécutive significative de la FE. La stratification du risque sur la base des variables hospitalières a de même été explorée. Méthode: Une analyse de cohorte de patients avec infarctus aigu du myocarde admis de 1999 à 2000 a été effectuée dans 2 centres hospitaliers (un universitaire et un cantonal). Tous les dossiers cliniques des patients sortis d'hôpital avec FE documentée ≤ 0.40 ont été inclus. Les caractéristiques des patients, les procédures diagnostiques et thérapeutiques ainsi que la médication étaient reportées. La période de suivi débutait à la sortie d'hôpital. Les end-points primaires étaient la mortalité globale, la mortalité cardiaque et les morts subites. Une analyse bivariée et multivariée a été effectuée. Résultats: 165 patients ont été inclus. Durant un suivi médian de 30 mois (interquartile range 22-36), 18 patients sont décédés (5 morts classifiées comme cardiaques, 8 comme subites, 5 de causes non cardiaques). Les taux de mortalité à un et deux ans selon analyse de Kaplan-Meier étaient de 6.7 et 8.6%, respectivement. Les variables reflétant l'atteinte coronarienne et sa prise en charge (antécédent d'IM, reperfusion aigue, revascularisation complète) étaient plus significativement associées à la mortalité comparées aux variables reflétant la dysfonction myocardique (FE, classe Killip à l'admission). Conclusion : La mortalité des patients ayant survécu à un IM avec dysfonction myocardique avancée a diminué de façon substantielle depuis la fin des années 90. La diminution de la mortalité rythmique implique une augmentation proportionnelle du nombre de patients à traiter par implantation de défibrillateur pour prévenir un évènement. Par ailleurs, une stratification du risque après IM basée uniquement sur la FE semble être inappropriée au vu de son impact mineur sur la mortalité comparé aux autres facteurs de risque identifiés dans notre étude. Les patients sans antécédents d'infarctus et ceux ayant bénéficié d'une revascularisation aigue ou complète avait une mortalité cumulée à 2 ans de, respectivement, 2.5%, 3.9% et 2.3%. Pour ce type de patients à bas risque le bénéfice de l'implantation prophylactique de défibrillateur doit être remis en question. Au vu de cette étude, une stratification additionnelle du risque avant implantation de défibrillateur est à considérer.

MR and CT imaging of pulmonary valved conduits in children and adolescents: normal appearance and complications.

BACKGROUND: The Contegra® is a conduit made from the bovine jugular vein and then interposed between the right ventricle and the pulmonary artery. It is used for cardiac malformations in the reconstruction of right ventricular outflow tract. OBJECTIVE: To describe both normal and pathological appearances of the Contegra® in radiological imaging, to describe imaging of complications and to define the role of CT and MRI in postoperative follow-up. MATERIALS AND METHODS: Forty-three examinations of 24 patients (17 boys and 7 girls; mean age: 10.8 years old) with Contegra® conduits were reviewed. Anatomical description and measurements of the conduits were performed. Pathological items examined included stenosis, dilatation, plicature or twist, thrombus or vegetations, calcifications and valvular regurgitation. Findings were correlated to the echographic gradient through the conduit when available. RESULTS: CT and MR work-up showed Contegra® stenosis (n = 12), dilatation (n = 9) and plicature or twist (n = 7). CT displayed thrombus or vegetations in the Contegra® in three clinically infected patients. Calcifications of the conduit were present at CT in 12 patients and valvular regurgitation in three patients. The comparison between CT and/or MR results showed a good correlation between the echographic gradient and the presence of stenosis in the Contegra®. CONCLUSION: CT and MR bring additional information about permeability and postoperative anatomy especially when echocardiography is inconclusive. Both techniques depict the normal appearance of the conduit, and allow comparison and precise evaluation of changes in the postoperative follow-up.

PAX6 aniridia and interhemispheric brain anomalies.

PURPOSE: To report the clinical and genetic study of patients with autosomal dominant aniridia. METHODS: We studied ten patients with aniridia from three families of Egyptian origin. All patients underwent full ophthalmologic, general and neurological examination, and blood drawing. Cerebral magnetic resonance imaging was performed in the index case of each family. Genomic DNA was prepared from venous leukocytes, and direct sequencing of all the exons and intron-exon junctions of the Paired Box gene 6 (PAX6) was performed after PCR amplification. Phenotype description, including ophthalmic and cerebral anomalies, mutation detection in PAX6 and phenotype-genotype correlation was acquired. RESULTS: Common features observed in the three families included absence of iris tissue, corneal pannus with different degrees of severity, and foveal hypoplasia with severely reduced visual acuity. In Families 2 and 3, additional findings, such as lens dislocation, lens opacities or polar cataract, and glaucoma, were observed. We identified two novel (c.170-174delTGGGC [p.L57fs17] and c.475delC [p.R159fs47]) and one known (c.718C>T [p.R240X]) PAX6 mutations in the affected members of the three families. Systemic and neurological examination was normal in all ten affected patients. Cerebral magnetic resonance imaging showed absence of the pineal gland in all three index patients. Severe hypoplasia of the brain anterior commissure was associated with the p.L57fs17 mutation, absence of the posterior commissure with p.R159fs47, and optic chiasma atrophy and almost complete agenesis of the corpus callosum with p.R240X. CONCLUSIONS: We identified two novel PAX6 mutations in families with severe aniridia. In addition to common phenotype of aniridia and despite normal neurological examination, absence of the pineal gland and interhemispheric brain anomalies were observed in all three index patients. The heterogeneity of PAX6 mutations and brain anomalies are highlighted. This report emphasizes the association between aniridia and brain anomalies with or without functional impact, such as neurodevelopment delay or auditory dysfunction.

Ombres et lumières de l'accès public a la défibrillation [Public access defibrillation]

La stratégie d'accès public à la défibrillation (APD) comprend l'installation de défibrillateurs automatiques externes (DAE) dans les lieux publics et l'entraînement de sauveteurs non professionnels à la réanimation cardio pulmonaire et à la défibrillation (RCP-D). Cette approche est recommandée pour le traitement des arrêts cardiaques (ACR) dans les lieux publics. Beaucoup d'études d'observation, mais peu d'études randomisées s'intéressant à cette approche ont été publiées. Cet article résume les différentes approches proposées dans le cadre d'APD. A notre avis, l'installation de DAE dans des lieux publics ou le choix d'une stratégie alternative doivent être précédés d'une étude de la démographie locale des ACR et de l'entraînement du plus grand nombre possible de laïcs à la reconnaissance des signes précurseurs d'ACR et au massage cardiaque externe. Placement of automated external defibrillators (AED) in public facilities and training of the lay persons in basic life support-defibrillation (BLS-D) was recommended by the American Heart Association for the treatment of out-of-hospital cardiac arrest (OHCA). Immediate use of AED result in increase of survival to hospital discharge. Many observation and much less randomized trials describe clinical efficacy of this approach. However, "negative" trials have also been published and some recent data suggest that public access defibrillation (PAD) will have a minimal impact on population survival. In this article various PAD strategies were briefly reviewed. In our opinion installation of AED in public places should be based on the long-term study of local OHCA demography and preceded by widespread BLS training of lay population.

Prenatal detection of rare chromosomal autosomal abnormalities in Europe.

The aim of the present study was to evaluate the prenatal detection of rare chromosomal autosomal abnormalities by ultrasound (US) examination. Data were obtained from 19 congenital malformation registries from 11 European countries, between 01/07/96 and 31/12/98. A total of 664,340 births were covered and 7,758 cases with congenital malformations were recorded. Rare autosomal abnormalities were diagnosed in 114 cases (6.6%) from a total of 1,738 chromosome abnormalities. There were a wide variety of autosomal abnormalities: the most common were deletions (33 cases), duplications (32 cases), trisomies of chromosomes 8, 9, 10, 14, 15, and 16 (23 cases), and unbalanced rearrangements (19 cases). Out of these cases, 45.6% were detected prenatally by US examination due to the presence of congenital anomaly. As for the types of chromosomal anomaly, unbalanced rearrangements and deletions were the most frequently detected by US. A high percentage of cases with balanced rearrangements were associated with severe congenital anomalies. The most frequent congenital anomalies detected by US were cystic hygroma (20.6%), central nervous system defects (17.6%), cardiac defects (13.2%), and diaphragm defects (10.3%). This large series offers useful information about prenatal diagnosis by US of congenital defects associated with rare autosomal abnormalities and it provides a valuable knowledge about outcome. Fetal anomalies detected by US that were associated with rare autosomal abnormalities were significantly more frequent than those associated with common chromosomal abnormalities (45.6 vs. 34.7%). This study indicates the need to increase the detection of congenital anomalies by US.

Role of the epithelial sodium channel (ENaC) and its positive regulator, the channel-activating protease 1 (CAP1) in skin

Summary: The mammalian epidermis is a pluristratified epithelium composed of 90% keratinocytes, and its main function is to serve as barrier for the body. The epithelial sodium channel (ENaC), formed by three homologous subunits α, β and γ is found in a variety of epithelia including epidermis. Previous studies showed that ENaC modulates different aspects of epidermal differentiation, such as synthesis of differentiation-specific proteins and lipid secretion. ENaC plays also a critical role in sodium homeostasis of renal and pulmonary epithelia, and its activity is thereby well controlled by hormones and non-hormonal factors, such as the serine protease CAP1 (channel-activating protease 1), also termed prostasin encoded by Prss8 gene. Serine proteases are proteolytic enzymes involved in numerous physiological and pathological processes in the epidermis. In order to evaluate the role of β and γENaC in epidermis, we analyzed the skin phenotype of β and γENaC null mutant (βENaC-/- and γENaC-/-) mice in comparison with the phenotype of αENaC-deficient mice. Furthermore, keratin14-specific CAP1-deficient mice (Prss8lox/Δ /K14-Cre) were generated in order to unveil the role of the serine protease CAP1 in epidermal development and function. This study reveals that the skin phenotype of βENaC and γENaC null mutant mice is less severe than the one of αENaC-deficient mice. However, all these mice present a common premature lipid secretion in the mid-granular layer of the epidermis. Further, the composition of the lipids of the stratum corneum in αENaC-deficient mice is strongly altered, suggesting that epidermal barrier function is compromised. K14-specific CAP1-deficient newborn mice are born at the expected Mendelian ratio, but die soon after birth, showing that CAP1 is required for postnatal survival. The epidermis of these mice exhibits striking malformations of the stratum corneum showing hyperkeratosis. These defects seriously affect both inward and outward epidermal barrier function, leading to rapid and fatal dehydration. As in αENaC-deficient mice, the lipid composition of the stratum corneum of K14-specific CAP1-deficient mice is disturbed. Furthermore, lack of CAP1 leads to the selective loss of filaggrin monomers, important for keratins aggregation and skin moisturization, and to an increased of aberrant profilaggrin precursors. In conclusion, both ENaC and CAP1 expression in the epidermis are crucial for keratinocyte differentiation processes and/or barrier function. Since the abnormalities in K14-specific CAP1-deficient mice resemble key features of human skin ichthyosis, in particular Harlequin ichthyosis, the study of ENaC and CAP1 mutant mice might allow new insights into mechanisms underlying skin diseases. Résumé: L'épiderme des mammifères est un épithélium pluristratifié, protégeant le corps contre les perturbations extérieures et la déshydratation. Le canal épithélial à sodium (ENaC), formé de trois sous-unités α, β et γ, est exprimé dans de nombreux épithélia, comme l'épiderme. Des études ont montré que l'absence de la sous-unité αENaC modulait différents aspects de la différenciation des kératinocytes de l'épiderme, comme la synthèse de protéines spécifiques ou la sécrétion de lipides dans la couche granulaire de l'épiderme. ENaC joue également un rôle crucial dans l'homéostasie du sodium dans les épithélia électriquement étanches, comme l'épithélium rénal ou pulmonaire. L'activité de ENaC est par conséquent finement régulée, en partie par des hormones, mais aussi par des facteurs non-hormonaux, telle que la sérine protéase CAP1 (« channel-activating protease 1 >>) (nommée également prostasine et codée par le gène Prss8). Le but de ce travail a donc été d'étudier le rôle des sous-unités β et γENaC dans l'épiderme en comparaison avec celui de la sous-unité α en utilisant des souris mutantes βENaC-/- et γENaC-/-. Dans un deuxième temps, le phénotype d'une souris chez qui CAP1 a été spécifiquement invalidé dans l'épiderme (Prsslox/Δ/K14-Cre) a été analysé, dans le but de mettre en évidence le rôle de cette protéase dans l'épiderme. Comme déjà montré pour les souris αENaC-/-, la sécrétion des lipides dans la couche granulaire de l'épiderme des souris βENaC-/- et γENaC-/- est prématurée. Cependant, l'hyperplasie et l'expression anormale des protéines marqueurs de la différenciation présents chez les souris αENaC-/- n'ont pas été observés dans l'épiderme des souris βENaC-/- et γENaC-/-. La composition lipidique de la couche cornée des souris αENaC-/- est fortement altérée suggérant que la fonction de barrière de l'épiderme de ces souris est compromise. Les souris mutantes CAP1 ont quant à elles révélé des malformations sévères de leur couche cornée, affectant la fonction de barrière de leur épiderme et conduisant à la mort de ces souris par déshydratation quelques jours après leur naissance. De plus, la composition en lipides de la couche cornée ainsi que la taille des cellules cornées, les cornéocytes, de ces souris sont modifiées par rapport aux souris contrôles. L'invalidation de la protéine CAP1 dans l'épiderme conduit aussi à la perte de la filaggrine, une protéine cruciale pour l'agrégation des kératines dans la couche cornée et le maintien du niveau d'hydratation de la peau, et à l'accumulation de ses précurseurs. En conclusion, l'expression de ENaC et de CAP1 est cruciale pour la différenciation de l'épiderme et/ou sa fonction de barrière. De plus, le phénotype des souris mutantes CAP1 présente des caractéristiques qui ressemblent à celles observées dans certaines pathologies humaines cutanées, comme l'ichthyose d'Harlequin. L'étude des souris mutantes ENaC et CAP1 pourrait donc apporter de nouvelles connaissances dans les mécanismes impliqués dans l'ichthyose d'Harlequin ou d'autres maladies de la peau chez l'homme. Résumé tout public: La peau est le plus grand organe vital du corps humain. Sa fonction principale est de protéger le corps comme une barrière, contre les agressions extérieures et la déshydratation. De nombreuses maladies de la peau résultent d'une perte de fonction de cette barrière. Bien que les pathologies cutanées soient très bien décrites, leur cause génétique n'est en général pas encore connue. La souris est alors un modèle de choix pour la recherche fondamentale. En effet, grâce aux progrès récents de la science, le génome de la souris peut aujourd'hui être modifié dans le but d'étudier le rôle de nombreuses protéines. Dans différents organes, comme le rein et le poumon, le canal épithélial à sodium (ENaC), composé de trois sous-unités protéiques homologues (α, β, et γ), joue un rôle essentiel dans la réabsorption du sodium. L'activité de ENaC est régulée par de nombreux facteurs hormonaux et non-hormonaux, telle que la protéase CAP1 (« channel-activating protease 1 »). L'invalidation de la sous-unité αENaC chez la souris a permis de montrer que dans la peau, le canal ENaC est impliqué dans la différenciation des cellules de l'épiderme et la croissance des poils. Durant ce travail, le phénotype des souris chez qui la protéine βENaC, γENaC ou CAP1 a été invalidée (souris mutantes), a été étudié dans le but de mieux comprendre le rôle des sous-unités du canal ENaC et de son régulateur CAP1 dans la peau. Les résultats de ce projet ont montré que les souris mutantes βENaC et γENaC présentent un épiderme anormal avec une synthèse prématurée de lipides dans la couche granulaire, suggérant l'implication de ENaC dans la fonction de barrière de la peau. De plus, quand CAP1 est invalidé de manière totale chez les souris, le développement embryonnaire est perturbé et ces souris meurent avant la naissance. CAP1 a donc été invalidé spécifiquement dans l'épiderme des souris. Ces souris mutantes « épiderme-spécifique » naissent normalement, mais meurent peu après la naissance de déshydratation. La couche superficielle de l'épiderme, appelée couche cornée, de ces souris est malformée et ne confère plus à la peau sa fonction de barrière. De plus, les composants de la couche cornée, les cellules cornées entourées de lipides, sont sévèrement altérés. Le phénotype de ces souris ressemble aux caractéristiques présentes chez les patients atteints d'ichthyoses, en particulier l'ichthyose d'Harlequin. En conclusion, le canal ENaC ainsi que son régulateur CAP1 jouent un rôle clé dans les processus de différenciation de l'épiderme et/ou de sa fonction de barrière. De plus, les souris mutantes pour CAP1 et ENaC se révéleront peut-être comme des modèles appropriés dans l'étude de l'ichthyose d'Harlequin ou d'autres maladies cutanées.

Regulation of the cardiac voltage-gated sodium channel Nav1.5 : regulation of Nav1.5 by ubiquitin-protein ligases of the Nedd4/Nedd4-like family and characterisation of two novel mutations in the gene encoding Nav1.5 (SCN5A) implicated in the Brugada syndrome triggered by fever

Abstract: The genesis of the cardiac action potential, which accounts for the cardiac contraction, is due to the sodium current INa mediated by the voltage-gated sodium channel Nav1.5. Several cardiac arrhythmias such as the Brugada syndrome are known te be caused by mutations in SCN5A, the gene encoding Nav1.5. Studies of these mutations allowed a better understanding of biophysical and functional properties of Nav1.5. However, only few investigations have been performed in order to understand the regulation of Nav1.5. During my thesis, I investigated different mechanisms of regulation of Nav1.5 using a heterologous expression system, HEK293 cells, coupled with a technique of sodium current recording: the patch clamp in whole cell configuration. In previous studies it has been shown that an enzyme of the Nedd4 family (Nedd4-2) regulates an epithelial sodium channel via the interaction with PY-motifs present in the latter. Interestingly, Nav1.5 contains a similar PY-motif, which motivated us to study the role of Nedd4-2 expressed in heart for the regulation of Nav1.5. In a second study, we investigated the implication of two Nav1.5 mutants, which were either less functional or net functional (Nav1.5 R535X and Nav1.5 L325R respectively) implied in the genesis of the Brugada syndrome by fever. Our results established two mechanisms implied in Nav1.5 regulation. The first one implies that following the interaction between the PY-motif of Nav1.5 and Nedd4- 2 Nav1.5 is ubiquitinated by Nedd4-2. This ubiquitination leads to the internalization of Nav1 .5. The second mechanism is a phenomenon called the "dominant negative" effect of Nav1.5 L325R on Nay1.5 where the decrease of 'Na is potentially due to the retention of Nav1.5 by Nav1.5 L325R in an undefined intracellular compartment. These studies defined two mechanisms of Nav1.5 regulation, which could play an important role for the genesis of cardiac arrhythmias where molecular processes are still poorly understood. Résumé La genèse du potentiel d'action cardiaque, permettant la contraction cardiaque, est due au courant sodique INa issu des canaux sodiques cardiaques dépendants du voltage Nav1.5. Nombreuses arythmies cardiaques telles que le syndrome de Brugada sont connues pour être liées à des mutations du gène SCN5A, codant pour Nav1.5. L'étude de ces mutations a permis une meilleure compréhension des propriétés structurelles et fonctionnelles de Nav1.5 et leurs implications dans la genèse de ces pathologies. Néanmoins peu d'études ont été menées afin de comprendre les mécanismes de régulation de Nav1.5. Mon travail de thèse a consisté à étudier des mécanismes de régulation de Nav1.5 en utilisant un système d'expression hétérologue, les cellules HEK293, couplé à une technique d'enregistrement des courants sodiques, le "patch clamp" en configuration cellule entière. La présence sur Nav1.5 d'un motif-PY similaire à ceux nécessaires pour la régulation d'un canal épithélial sodique par une enzyme de la famille de Nedd4, nous a amenée à étudier le rôle de ces ubiquitine-ligases, en particulier Nedd4-2, dans la régulation de Nav1.5. La seconde étude s'est intéressée aux conséquences de deux mutations de SCN5A codant pour deux mutants peu ou pas fonctionnels (Nav1.5 L325R et Nav1.5 R535X respectivement) retrouvées chez des patients présentant un syndrome de Brugada exacerbé par un état fébrile. Nos résultats ont permis d'établir deux mécanismes de régulation de Nav1.5 L'un par Nedd4-2 qui implique rubiquitination de Nav1.5 par cette ligase suite à l'interaction entre le motif-PY de Nav1.5 et Nedd4-2. Cette modification déclenche l'internalisation du canal impliquée dans la diminution d'INa. Le second mécanisme quant à lui est un effet "dominant négatif" de Nav1.5 L325R sur Nav1.5 aboutissant à une diminution d'INa suite à la séquestration intracellulaire potentielle de Nav1.5 par Nav1.5 L325R. Ces études ont mis en évidence deux mécanismes de régulation de Nav1.5 pouvant jouer un rôle majeur dans la genèse et/ou l'accentuation des arythmies cardiaques dont les processus moléculaires au sein des cardiomyocytes, impliquant des modifications du courant sodiques, sont encore mal compris. Résumé destiné à un large public La dépolarisation électrique de la membrane des cellules cardiaques permet la contraction du coeur. La génèse de cette activité électrique est due au courant sodique issu d'un type de canal à sodium situé dans la membrane des cellules cardiaques. De nombreuses pathologies provoquant des troubles du rythme cardiaque sont issues de mutations du gène qui code pour ce canal à sodium. Ces canaux mutants, entrainant diverses pathologies cardiaques telles que le syndrome de Brugada, ont été largement étudiées. Néanmoins, peu de travaux ont été réalisés sur les mécanismes de régulation de ce canal à sodium non muté. Mon travail de thèse a consisté à étudier certains des mécanismes de régulation de ce canal à sodium en utilisant une technique permettant l'enregistrement des courants sodiques issus de l'expression de ces canaux à sodium à la membrane de cellules mammifères. La présence sur ce canal à sodium d'une structure spécifique, similaire à celle nécessaire pour la régulation d'un canal épithélial à sodium par une enzyme appelée Nedd4-2, nous a amenée à étudier le rôle de cette enzyme dans la régulation de ce canal à sodium. La seconde étude s'est intéressée aux rôles de deux mutations du gène codant pour ce canal à sodium retrouvées chez des patients présentant un syndrome de Brugada exacerbé par la fièvre. Nos résultats nous ont permis d'établir deux mécanismes de régulation de ce canal à sodium diminuant le courant sodique l'un par l'action de l'enzyme Nedd4-2, suite à son interaction avec ce canal, qui modifie ce canal à sodium (ubiquitination) diminuant de ce fait la densité membranaire du canal. L'autre par un mécanisme suggérant un effet négatif de l'un des canaux mutants sur l'expression à la membrane du canal à sodium non muté. Ces études ont mis en évidence deux mécanismes de régulation de ce canal à sodium pouvant jouer un rôle majeur dans la genèse et/ou l'accentuation des troubles du rythme cardiaques dont les mécanismes cellulaires sont encore incompris.

Prenatal diagnosis and epidemiology of multicystic kidney dysplasia in Europe.

OBJECTIVES: The aim of this study is to describe the prenatal diagnosis and epidemiology of multicystic kidney dysplasia (MCKD). METHODS: The study is based on routinely collected data from a European database of major congenital anomalies including 13 registries with cases born in 1997-2006 and covering 1 458 552 births. RESULTS: There were 601 MCKD cases giving an overall prevalence of 4.12 per 10 000 births with regional variation. In live births, 87% of cases had an isolated renal anomaly and 13% had associated major nonrenal anomalies (chromosomal, syndrome or other major anomalies). For the cases with isolated renal anomalies, 51/386 (11%) and 7/386 (2%) choose to terminate the pregnancy or resulted in an intrauterine fetal death, respectively. The prenatal detection rate was 88% in both unilateral and bilateral cases. Birth outcome differed with 92% of unilateral MCKD cases being liveborn compared with 33% of bilateral MCKD cases. For unilateral MCKD cases, 84% had an isolated renal anomaly compared with 51% of bilateral MCKD cases (p < 0.001). CONCLUSIONS: Cases with unilateral MCKD are mainly liveborn, and only 16% have associated major malformations or a syndrome. Cases with bilateral MCKD are often associated with nonrenal major congenital anomalies or part of a syndrome, and only one third of bilateral MCKD cases in this study were liveborn. Prenatal detection rate of MCKD was high for both unilateral and bilateral cases. © 2014 John Wiley & Sons, Ltd.

From diabetes to heart disease : studies on dyslipidemia-induced B-cell dysfunction, immunomodulation in heart transplantation, and cardiac stem cell therapy

Diabetes is a growing epidemic with devastating human, social and economic impact. It is associated with significant changes in plasma concentrations of lipoproteins. We tested the hypothesis that lipoproteins modulate the function and survival of insulin-secreting cells. We first detected the presence of several receptors that participate in the binding and processing of plasma lipoproteins and confirmed the internalization of fluorescent LDL and HDL particles in insulin-secreting β-cells. Purified human VLDL and LDL particles reduced insulin mRNA levels and β-cell proliferation, and induced a dose-dependent increase in the rate of apoptosis. In mice lacking the LDL receptor, islets showed a dramatic decrease in LDL uptake and were partially resistant to apoptosis caused by LDL. VLDL-induced apoptosis of β-cells involved caspase-3 cleavage and reduction in levels of the c-Jun N-terminal (JNK) Interacting Protein-1 (IB1/JIP-1). In contrast, the pro-apoptotic signaling of lipoproteins was antagonized by HDL particles or by a small peptide inhibitor of JNK. The protective effects of HDL were mediated, in part, by inhibition of caspase-3 cleavage and activation of the protein kinase Akt/PKB. Heart disease is a major cause of morbidity and mortality among patients with diabetes. When heart failure is refractory to medical therapy and cannot be improved by electrical resynchronization, percutaneous angioplasty or coronary graft bypass surgery, heart transplantation remains a "last resort" therapy. Nevertheless, it is limited by the side effects of immunosuppressive drugs and chronic rejection. Localized expression of immunomodulatory genes in the donor organ can create a state of immune privilege within the graft, and was performed in rodent hearts by infecting cells with an adenovirus encoding indoleamine 2,3-dioxygenase (IDO), the rate-limiting enzyme in the catabolism of tryptophane. Other strategies are based on genetic manipulation of dendritic cells (DCs) with immunosuppressive genes and in vitro exposure of DCs to agents that prevent their maturation by inflammatory cytokines. Finally, we used 5-bromo-2'-deoxyuridine, which is incorporated into DNA and diluted with cell division, to identify long-term label retaining cells in the adult rodent heart. The majority of these cells were positive for the stem cell antigen-1 (Sca-1) and negative for the endothelial precursor marker CD31. They formed cardiospheres in vitro and showed differentiation potential into mesenchymal cell lineages. When cultured in cardiomyogenic differentiation medium, they expressed cardiac-specific genes. Taken together, these data provide evidence of slow-cycling stem cells in the rodent heart. Chronic shortage of donor organs opens the way to cardiac stem cell therapy in humans, although the long way from animal experimentation to routine therapy in patients may still take several years. - Du diabète de type 2 à la maladie coronarienne : trois études sur les dysfonctions de la cellule sécrétrice d'insuline induites par les dyslipidémies, l'immunomodulation dans la transplantation cardiaque, et la thérapie par des cellules souches myocardiques. Le diabète de type 2 a pris les dimensions d'une épidémie, avec des conséquences sociales et économiques dont nous n'avons pas encore pris toute la mesure. La maladie s'accompagne souvent d'une dyslipidémie caractérisée par une hypertriglycéridémie, des taux abaissés de cholestérol HDL, et des concentrations de cholestérol LDL à la limite supérieure de ce qui est considéré comme acceptable. L'hypothèse à la base de cette étude est qu'une modification des taux plasmatiques de lipoprotéines pourrait avoir une influence directe sur la cellule β sécrétrice d'insuline en modifiant sa fonction, sa durée de vie et son taux de régénération. Dans un premier temps, nous avons mis en évidence, sur la cellule β, la présence de plusieurs récepteurs impliqués dans la captation des lipoprotéines. Nous avons confirmé la fonctionnalité de ces récepteurs en suivant l'internalisation de LDL et de HDL marqués. En présence de VLDL ou de LDL humains, nous avons observé une diminution de la transcription du gène de l'insuline, une prolifération cellulaire réduite, et une augmentation de l'apoptose, toutes fonctions de la dose et du temps d'exposition. L'apoptose induite par les VLDL passe par une activation de la caspase-3 et une réduction du taux de la protéine IB1/JIP-1 (Islet Brain1/JNK Interacting Protein 1), dont une mutation est associée à une forme monogénique de diabète de type 2. Par opposition, les HDL, ainsi que des peptides inhibiteurs de JNK, sont capables de contrer la cascade pro-apoptotique déclenchée, respectivement, par les LDL et les VLDL. Ces effets protecteurs comprennent l'inhibition du clivage de la caspase-3 et l'activation de la protéine kinase Akt/PKB. En conclusion, les lipoprotéines sont des éléments clés de la survie de la cellule β, et pourraient contribuer au dysfonctionnement observé dans le pancréas endocrine au cours du développement du diabète. La maladie cardiaque, et plus particulièrement la maladie coronarienne, est une cause majeure de morbidité et de mortalité chez les patients atteints de diabète. Plusieurs stratégies sont utilisées quotidiennement pour pallier les atteintes cardiaques: traitements médicamenteux, électromécaniques par resynchronisation électrique, ou communément appelés « interventionnels » lorsqu'ils font appel à l'angioplastie percutanée. La revascularisation du myocarde par des pontages coronariens donne également de très bons résultats dans certaines situations. Il existe toutefois des cas où plus aucune de ces approches n'est suffisante. La transplantation cardiaque est alors la thérapie de choix pour un nombre restreint de patients. La thérapie génique, en permettant l'expression locale de gènes immunomodulateurs dans l'organe greffé, permet de diminuer les réactions de rejet inhérentes à toute transplantation (à l'exception de celles réalisées entre deux jumeaux homozygotes). Nous avons appliqué chez des rongeurs cette stratégie en infectant le coeur greffé avec un adénovirus codant pour l'enzyme indoleamine 2,3-dioxygénase (IDO), une enzyme clé dans le catabolisme du tryptophane. Nous avons procédé de manière identique in vitro en surexprimant IDO dans les cellules dendritiques, dont le rôle est de présenter les antigènes aux lymphocytes Τ du receveur. Des expériences similaires ont été réalisées en traitant les cellules dendritiques avec des substances capables de prévenir, en partie du moins, leur maturation par des agents pro-inflammatoires. Finalement, nous avons exploré une stratégie utilisée couramment en hématologie, mais qui n'en est encore qu'à ses débuts au niveau cardiaque : la thérapie par des cellules souches. En traitant des rongeurs avec un marqueur qui s'incorpore dans l'ADN nucléaire, le 5-bromo- 2'-deoxyuridine, nous avons identifié une population cellulaire se divisant rarement, positive en grande partie pour l'antigène embryonnaire Sca-1 et négative pour le marqueur endothélial CD31. En culture, ces cellules forment des cardiosphères et sont capables de se différencier dans les principaux types tissulaires mésenchymateux. Dans un milieu de differentiation adéquat, ces cellules expriment des gènes cardiomyocytaires. En résumé, ces données confirment la présence chez le rongeur d'une population résidente de précurseurs myocardiques. En addenda, on trouvera deux publications relatives à la cellule β productrice d'insuline. Le premier article démontre le rôle essentiel joué par la complexine dans l'insulino-sécrétion, tandis que le second souligne l'importance de la protéine IB1/JIP-1 dans la protection contre l'apoptose de la cellule β induite par certaines cytokines.

The pressure cooker technique for the treatment of brain AVMs.

Arteriovenous malformations (AVMs) may be cured by injecting liquid embolic agents such as Onyx. Reflux, however, can sometimes be difficult to control and may jeopardize a complete embolization. The pressure cooker technique (PCT) was designed to create an anti-reflux plug by trapping the detachable part of an Onyx-compatible microcatheter with coils and glue in order to obtain wedge-flow conditions, thereby enabling a better understanding of macrofistulous AVMs and a more comprehensive, forceful and controlled Onyx embolization. The PCT might enlarge the range of AVMs amenable to endovascular cure. Three illustrative cases are presented.