Ispol'zovanie metodov teorii vosstanovleniia v modeliakh optimal'nogo dobyvaniia pishchi [Restoration theory in models of optimal feeding behavior]

The method of stochastic dynamic programming is widely used in ecology of behavior, but has some imperfections because of use of temporal limits. The authors presented an alternative approach based on the methods of the theory of restoration. Suggested method uses cumulative energy reserves per time unit as a criterium, that leads to stationary cycles in the area of states. This approach allows to study the optimal feeding by analytic methods.

OpenFluDB, a database for human and animal influenza virus.

Although research on influenza lasted for more than 100 years, it is still one of the most prominent diseases causing half a million human deaths every year. With the recent observation of new highly pathogenic H5N1 and H7N7 strains, and the appearance of the influenza pandemic caused by the H1N1 swine-like lineage, a collaborative effort to share observations on the evolution of this virus in both animals and humans has been established. The OpenFlu database (OpenFluDB) is a part of this collaborative effort. It contains genomic and protein sequences, as well as epidemiological data from more than 27,000 isolates. The isolate annotations include virus type, host, geographical location and experimentally tested antiviral resistance. Putative enhanced pathogenicity as well as human adaptation propensity are computed from protein sequences. Each virus isolate can be associated with the laboratories that collected, sequenced and submitted it. Several analysis tools including multiple sequence alignment, phylogenetic analysis and sequence similarity maps enable rapid and efficient mining. The contents of OpenFluDB are supplied by direct user submission, as well as by a daily automatic procedure importing data from public repositories. Additionally, a simple mechanism facilitates the export of OpenFluDB records to GenBank. This resource has been successfully used to rapidly and widely distribute the sequences collected during the recent human swine flu outbreak and also as an exchange platform during the vaccine selection procedure. Database URL: http://openflu.vital-it.ch.

Drug-eluting beads loaded with antiangiogenic agents for chemoembolization: in vitro sunitinib loading and release and in vivo pharmacokinetics in an animal model.

PURPOSE: The combination of embolic beads with a multitargeted tyrosine kinase inhibitor that inhibits tumor vessel growth is suggested as an alternative and improvement to the current standard doxorubicin-eluting beads for use in transarterial chemoembolization. This study demonstrates the in vitro loading and release kinetics of sunitinib using commercially available embolization microspheres and evaluates the in vitro biologic efficacy on cell cultures and the resulting in vivo pharmacokinetics profiles in an animal model. MATERIALS AND METHODS: DC Bead microspheres, 70-150 µm and 100-300 µm (Biocompatibles Ltd., Farnham, United Kingdom), were loaded by immersion in sunitinib solution. Drug release was measured in saline in a USP-approved flow-through apparatus and quantified by spectrophotometry. Activity after release was confirmed in cell culture. For pharmacokinetics and in vivo toxicity evaluation, New Zealand white rabbits received sunitinib either by intraarterial injection of 100-300 µm sized beads or per os. Plasma and liver tissue drug concentrations were assessed by liquid chromatography-tandem mass spectroscopy. RESULTS: Sunitinib loading on beads was close to complete and homogeneous. A total release of 80% in saline was measured, with similar fast-release profiles for both sphere sizes. After embolization, drug plasma levels remained below the therapeutic threshold (< 50 ng/mL), but high concentrations at 6 hours (14.9 µg/g) and 24 hours (3.4 µg/g) were found in the liver tissue. CONCLUSIONS: DC Bead microspheres of two sizes were efficiently loaded with sunitinib and displayed a fast and almost complete release in saline. High liver drug concentrations and low systemic levels indicated the potential of sunitinib-eluting beads for use in embolization.

What can animal memory study bring to the assessment of memory and cognitive skills for intellectual Disability?

Three case studies are presented to investigate the possibility of evaluating memory and cognitive capacities of severe intellectual disability with attention given to the ecological environment. Two 22-year-old male patients and a 27-year-old male patient, all three with severe intellectual disability with no verbal communication skills, were evaluated with a new and original paradigm adapted to study cognition in humans from experimental paradigms. We developed a test based on animal models to complement the "home" scale of the Adolescent and Adult Psychoeducational Profile (AAPEP), an assessment instrument designed for adolescents and adults with severe developmental disabilities. Results show that the new instrument is helpful, not only to staff members who can better understand the poor performances of their patients in daily life activities but also in the elaboration of individual acquisition plans. These preliminary results demonstrate the interest in developing a larger controlled study and in publishing our procedure.

Negative impact of hypocaloric feeding and energy balance on clinical outcome in ICU patients

Résumé Introduction : Les patients nécessitant une prise en charge prolongée en milieu de soins intensifs et présentant une évolution compliquée, développent une réponse métabolique intense caractérisée généralement par un hypermétabolisme et un catabolisme protéique. La sévérité de leur atteinte pathologique expose ces patients à la malnutrition, due principalement à un apport nutritionnel insuffisant, et entraînant une balance énergétique déficitaire. Dans un nombre important d'unités de soins intensifs la nutrition des patients n'apparaît pas comme un objectif prioritaire de la prise en charge. En menant une étude prospective d'observation afin d'analyser la relation entre la balance énergétique et le pronostic clinique des patients avec séjours prolongés en soins intensifs, nous souhaitions changer cette attitude et démonter l'effet délétère de la malnutrition chez ce type de patient. Méthodes : Sur une période de 2 ans, tous les patients, dont le séjour en soins intensifs fut de 5 jours ou plus, ont été enrôlés. Les besoins en énergie pour chaque patient ont été déterminés soit par calorimétrie indirecte, soit au moyen d'une formule prenant en compte le poids du patient (30 kcal/kg/jour). Les patients ayant bénéficié d'une calorimétrie indirecte ont par ailleurs vérifié la justesse de la formule appliquée. L'âge, le sexe le poids préopératoire, la taille, et le « Body mass index » index de masse corporelle reconnu en milieu clinique ont été relevés. L'énergie délivrée l'était soit sous forme nutritionnelle (administration de nutrition entérale, parentérale ou mixte) soit sous forme non-nutritionnelle (perfusions : soluté glucosé, apport lipidique non nutritionnel). Les données de nutrition (cible théorique, cible prescrite, énergie nutritionnelle, énergie non-nutritionnelle, énergie totale, balance énergétique nutritionnelle, balance énergétique totale), et d'évolution clinique (nombre des jours de ventilation mécanique, nombre d'infections, utilisation des antibiotiques, durée du séjour, complications neurologiques, respiratoires gastro-intestinales, cardiovasculaires, rénales et hépatiques, scores de gravité pour patients en soins intensifs, valeurs hématologiques, sériques, microbiologiques) ont été analysées pour chacun des 669 jours de soins intensifs vécus par un total de 48 patients. Résultats : 48 patients de 57±16 ans dont le séjour a varié entre 5 et 49 jours (motif d'admission : polytraumatisés 10; chirurgie cardiaque 13; insuffisance respiratoire 7; pathologie gastro-intestinale 3; sepsis 3; transplantation 4; autre 8) ont été retenus. Si nous n'avons pu démontrer une relation entre la balance énergétique et plus particulièrement, le déficit énergétique, et la mortalité, il existe une relation hautement significative entre le déficit énergétique et la morbidité, à savoir les complications et les infections, qui prolongent naturellement la durée du séjour. De plus, bien que l'étude ne comporte aucune intervention et que nous ne puissions avancer qu'il existe une relation de cause à effet, l'analyse par régression multiple montre que le facteur pronostic le plus fiable est justement la balance énergétique, au détriment des scores habituellement utilisés en soins intensifs. L'évolution est indépendante tant de l'âge et du sexe, que du status nutritionnel préopératoire. L'étude ne prévoyait pas de récolter des données économiques : nous ne pouvons pas, dès lors, affirmer que l'augmentation des coûts engendrée par un séjour prolongé en unité de soins intensifs est induite par un déficit énergétique, même si le bon sens nous laisse penser qu'un séjour plus court engendre un coût moindre. Cette étude attire aussi l'attention sur l'origine du déficit énergétique : il se creuse au cours de la première semaine en soins intensifs, et pourrait donc être prévenu par une intervention nutritionnelle précoce, alors que les recommandations actuelles préconisent un apport énergétique, sous forme de nutrition artificielle, qu'à partir de 48 heures de séjour aux soins intensifs. Conclusions : L'étude montre que pour les patients de soins intensifs les plus graves, la balance énergétique devrait être considérée comme un objectif important de la prise en charge, nécessitant l'application d'un protocole de nutrition précoce. Enfin comme l'évolution à l'admission des patients est souvent imprévisible, et que le déficit s'installe dès la première semaine, il est légitime de s'interroger sur la nécessité d'appliquer ce protocole à tous les patients de soins intensifs et ceci dès leur admission. Summary Background and aims: Critically ill patients with complicated evolution are frequently hypermetabolic, catabolic, and at risk of underfeeding. The study aimed at assessing the relationship between energy balance and outcome in critically ill patients. Methods: Prospective observational study conducted in consecutive patients staying 5 days in the surgical ICU of a University hospital. Demographic data, time to feeding, route, energy delivery, and outcome were recorded. Energy balance was calculated as energy delivery minus target. Data in means+ SD, linear regressions between energy balance and outcome variables. Results: Forty eight patients aged 57±16 years were investigated; complete data are available in 669 days. Mechanical ventilation lasted 11±8 days, ICU stay 15+9 was days, and 30-days mortality was 38%. Time to feeding was 3.1 ±2.2 days. Enteral nutrition was the most frequent route with 433 days. Mean daily energy delivery was 1090±930 kcal. Combining enteral and parenteral nutrition achieved highest energy delivery. Cumulated energy balance was between -12,600+ 10,520 kcal, and correlated with complications (P<0.001), already after 1 week. Conclusion: Negative energy balances were correlated with increasing number of complications, particularly infections. Energy debt appears as a promising tool for nutritional follow-up, which should be further tested. Delaying initiation of nutritional support exposes the patients to energy deficits that cannot be compensated later on.

Protein turnover and thermogenesis in response to high-protein and high-carbohydrate feeding in men.

The rates of energy expenditure and wholebody protein turnover were determined during a 9-h period in a group of seven men while they received hourly isocaloric meals of high-protein (HP) or high-carbohydrate (HC) content. Their responses to feeding were compared with those to a short period of fasting (15-24 h). The 9-h thermic response to the repeated feeding of HP meals was found to be greater than that to the HC meals (9.6 +/- 0.6% vs 5.7 +/- 0.4% of the energy intake, respectively, means +/- SEM, p less than 0.01). The rate of whole-body nitrogen turnover over 9 h increased from 17.6 +/- 2.2 g on the fasting day to 27.4 +/- 1.4 g during HC feeding (NS) and there was a further increase to 58.2 +/- 5.3 g resulting from HP feeding (p less than 0.001). By using theoretical estimates (based upon ATP requirements) of the metabolic cost of protein synthesis, 36 +/- 9% of the thermic response to HC feeding and 68 +/- 3% of the response to HP feeding could be accounted for by the increases in protein synthesis compared with the fasting state.

Extensive circumferential endoscopic mucosal resection with a new rigid esophagoscope: an animal study

RÉSUME Les techniques de résection muqueuse endoscopique utilisées actuellement ne permettent pas d'effectuer une résection circonférentielle d'un long segment de muqueuse oesophagienne. Une telle résection permettrait le traitement de foyers multicentriques de dysplasies de haut grade (HGIN) ou d'adénocarcinomes précoces (AC) développés sur oesophage de Barrett. Sachant que la prévalence des métastases ganglionnaires régionales est d'environ 7 % pour les adénocarcinomes intra-muqueux (Tis,T1a), les méthodes de traitement non-chirurgicales et moins invasives sont actuellement préférées à une oesophagectomie, dont la morbidité et la mortalité restent élevées en comparaison avec les mucosectomies endoscopiques. Un oesophagoscope rigide modifié a été développé à Lausanne en collaboration avec la maison Karl Storz GmbH, de façon à permettre des résections muqueuses étendues dans l'oesophage. Cette étude animale pilote a investigué la faisabilité et la fiabilité des résections muqueuses circonférentielles de différentes longueurs dans l'oesophage du mouton. Des résections circonférentielles de 2,2 cm (n=6), 3,3 cm (n=6), 4,4 cm (n=7) et 5,5 cm (n=5) de longueur ont été effectuées dans l'oesophage de 24 moutons. Elles consistaient en 2 mucosectomies hémi-circonférentielles opposées. Les animaux ont été suivis par des examens endoscopiques à une semaine puis chaque mois pendant 6 mois ou jusqu'à réépithélialisation complète sans sténose. Au cours du processus de guérison, les sténoses cicatricielles ont été traitées par une ou plusieurs dilatations avec les bougies de Savary. Des résections circonférentielles de 2,2 à 5,5 cm de longueur ont été réalisées avec succès dans 23/24 des cas. Une seule perforation, secondaire à une erreur de manipulation, est survenue directement après la mucosectomie. A l'analyse histologique, une profondeur de résection précise à travers la sousmuq Tyrp1ueuse a été obtenue dans 85% des specimens. Les sténoses cicatricielles ont été contrôlées dans 95% des cas par dilatations avec les bougies de Savary. L'oesophagoscope rigide modifié a permis de réaliser des résections muqueuses circonférentielles et étendues en une seule séance endoscopique d'une durée de moins d'une demi-heure. L'utilisation de ce résectoscope chez l'homme devrait permettre l'éradication complète de l'oesophage de Barrett avec HGIN et/ou AC précoce dans un avenir très proche.

Animal Toxins: How is Complexity Represented in Databases?

Peptide toxins synthesized by venomous animals have been extensively studied in the last decades. To be useful to the scientific community, this knowledge has been stored, annotated and made easy to retrieve by several databases. The aim of this article is to present what type of information users can access from each database. ArachnoServer and ConoServer focus on spider toxins and cone snail toxins, respectively. UniProtKB, a generalist protein knowledgebase, has an animal toxin-dedicated annotation program that includes toxins from all venomous animals. Finally, the ATDB metadatabase compiles data and annotations from other databases and provides toxin ontology.

Bioinformatic study of selection in animal genomes

Les gènes orthologues divergent sur plusieurs aspects durant l'évolution. Après une revue de la littérature cherchant à montrer de la divergence entre les orthologues de l'humain et de la souris, j'ai souligné les différentes causes de cette divergence. En comparant les gènes qui divergent en fonction, je n'ai pas trouvé de lien avec la divergence des séquences, pour cette raison je me suis penché sur l'étude de l'expression. Notamment, j'ai étudié le niveau, la spécificité ainsi que la présence/absence d'expression des orthologues humain-souris liés aux maladies Mendéliennes. Malgré les similarités trouvées entre l'humain et la souris, j'ai détecté une différence d'expression spécifique à une des deux espèces liée a un phénotype précis (gène essentiel/non-essentiel). Cela m'a permis de conclure que la différence sur le plan phénotypique entre l'humain et la souris est mieux expliquée par les patrons d'expression plutôt que le niveau d'expression ou la sélection. J'ai été également intéressé par l'évolution des séquences d'ADN codantes pour des protéines, en particulier sur le rôle de la sélection. J'ai commencé par une étude sur la fiabilité de détection de la sélection positive en comparant des séquences divergentes. J'ai trouvé, en utilisant le model de branche-site que la sélection peut être détectée sur des séquences qui ont divergé il y a plus de 500 millions d'années. J'ai analysé le biais de GC entres les séquences sans trouver une influence sur l'estimation de la sélection positive. Finalement, Je crois que ce travail est une première étape dans l'établissement d'un lien entre la sélection et les patrons d'expression des gènes chez les vertébrés.

Rapid cohort generation and analysis of disease spectrum of large animal model of cone dystrophy.

Large animal models are an important resource for the understanding of human disease and for evaluating the applicability of new therapies to human patients. For many diseases, such as cone dystrophy, research effort is hampered by the lack of such models. Lentiviral transgenesis is a methodology broadly applicable to animals from many different species. When conjugated to the expression of a dominant mutant protein, this technology offers an attractive approach to generate new large animal models in a heterogeneous background. We adopted this strategy to mimic the phenotype diversity encounter in humans and generate a cohort of pigs for cone dystrophy by expressing a dominant mutant allele of the guanylate cyclase 2D (GUCY2D) gene. Sixty percent of the piglets were transgenic, with mutant GUCY2D mRNA detected in the retina of all animals tested. Functional impairment of vision was observed among the transgenic pigs at 3 months of age, with a follow-up at 1 year indicating a subsequent slower progression of phenotype. Abnormal retina morphology, notably among the cone photoreceptor cell population, was observed exclusively amongst the transgenic animals. Of particular note, these transgenic animals were characterized by a range in the severity of the phenotype, reflecting the human clinical situation. We demonstrate that a transgenic approach using lentiviral vectors offers a powerful tool for large animal model development. Not only is the efficiency of transgenesis higher than conventional transgenic methodology but this technique also produces a heterogeneous cohort of transgenic animals that mimics the genetic variation encountered in human patients.

Assessment of a sheep animal model to optimize photodynamic therapy in the oesophagus

Background and Objectives: Precursor lesions of oesophagus adenocarcinoma constitute a clinical dilemma. Photodynamic therapy (PDT) is an effective treatment for this indication, but it is difficult to optimise without an appropriate animal model. For this reason, we assessed the sheep model for PDT in the oesophagus with the photosensitiser meta-(tetra-hydroxyphenyl) chlorin (mTHPC). Materials and Methods: Twelve sheep underwent intravenous mTHPC injection, blood sampling and fluorescence measurements. mTHPC's pharmacokinetics was measured in vivo and in plasma by fluorescence spectroscopy. Biopsies of sheep oesophagus were compared to corresponding human tissue, and the mTHPC's biodistribution was studied under fluorescence microscopy. Finally, the sheep oesophageal mucosa was irradiated, 4 days after mTHPC's injection. Results: Histologically, the sheep and human oesophagus were closely comparable, with the exception of additional fatty tissue in the sheep oesophagus. mTHPC's pharmacokinetics in sheep and human plasmas were similar, with a maximum of concentration in the sheep 10 hours after i.v. injection. mTHPC's pharmacokinetics in vivo reached its maximum after 30-50 hours, then decreased to background levels, as in humans under similar conditions. Two days after injection, mTHPC was mainly distributed in the lamina propria, followed by a penetration into the epithelium. The sheep and human tissue sensitivity to mTHPC PDT was similar. Conclusion: In conclusion, this model showed many similarities with humans as to mTHPC's plasma and tissue pharmacokinetics, and for tissue PDT response, making it suitable to optimise oesophagus PDT. Lasers Surg. Med. 41:643-652,2009. (C) 2009Wiley-Liss,Inc.

Detritivorous crustaceans become herbivores on jasmonate-deficient plants.

The jasmonate signal pathway is known to control defenses against herbivores, such as leaf eaters (folivores). Does the reach of the pathway extend to defense against other types of animal? Among the arthropods attracted to seed baits placed below flowering Arabidopsis thaliana plants are 2 largely nocturnal isopod crustaceans generally considered as detritivores: Porcellio scaber and Armadillidium vulgare. Parallel laboratory experiments identified the isopods as being capable of predation on intact plants. Isopod feeding was strongly facilitated in jasmonate-deficient Arabidopsis and rice plants. The feeding activity of isopods revealed potentially detritivore-sensitive, jasmonate-protected Achilles' heels in these architecturally different plants (petioles and inflorescence stems in Arabidopsis, and lower stem and mesocotyl in rice). The work addresses the question of what stops 2 detritivores from attacking living plants and provides evidence that it is, in part, the jasmonate signal pathway. Furthermore, senescent leaves from an Arabidopsis jasmonate mutant were consumed more rapidly than senescent wild-type leaves, suggesting that past activity of the jasmonate signal pathway in leaves may slow carbon recycling through detritivory.