Biases on the administered parenteral doses of an experimental drug during phase I clinical trials

Introduction: The pharmaceutical aspects of drug administration in clinical trials receive poor consideration compared with the important attention devoted to the analytical and mathematical aspects of biological sample exploitation. During PK calculations, many researchers merely use for dose the nominal amount declared, overlooking the noticeable biases that may result in the assessment of PK parameters. The aim of this work was to evaluate the biases related to doses injected of a biosimilar drug in 2 Phase I clinical trials. Patients (or Materials) and Methods: In trial A, 12 healthy volunteers received different doses of a biosimilar of interferon beta-1a by either subcutaneous (SC) or intravenous (IV) injection. The doses were prepared by partially emptying 0.5-mL syringes supplied by the manufacturer (drop count procedure). In trial B, 12 healthy volunteers received 3 different formulations of the drug by IV injection (biosimilar without albumin [HSA], biosimilar with HSA and original brand [Rebif®]) and 2 different formulations as multiple SC injections (biosimilar HSA-free and original brand). In both trials, the actual dose administered was calculated as: D = C·V - losses. The product titer C was assessed by ELISA. The volume administered IV was assessed by weighting. Losses were evaluated by in vitro experiments. Finally, the binding of 125I-interferon to HSA was evaluated by counting the free and HSA complexed molecule fractions separated by gel filtration. Results: Interferon was not significantly adsorbed onto the lines used for its IV administration. In trial A, the titer was very close to the one declared (96 ± 7%). In trial B, it differed significantly (156 ± 10% for biosimilar with/without HSA and 123 ± 5% for original formulation). In trial A, the dose actually administered showed a large variability. The real injected volume could be biased up to 75% compared with the theoretical volume (for the lower dose administered [ie, 0.03 mL]). This was mainly attributed to a partial re-aspiration of the drug solution before withdrawing the syringe needle. A strict procedure was therefore applied in trial B to avoid these inaccuracies. Finally, in trial B, 125I-Interferon beta-1a binding to HSA appeared time dependent and slow, reaching 50% after 16-hour incubation, which is close to steady state reported for the comparator Rebif®. Conclusion: These practical examples (especially biases on actual titer and volume injected) illustrate that actual dose assessment deserves attention to ensure accuracy for estimates of clearance and distribution volume in the scientific literature and for registration purposes, especially for bioequivalence studies.

Fibrosarcoma-like lipomatous neoplasm: a reappraisal of so-called spindle cell liposarcoma defining a unique lipomatous tumor unrelated to other liposarcomas

The term "spindle cell liposarcoma" has been applied to liposarcomas (LPSs) composed predominantly or exclusively of spindled cells. These tumors have been considered variants of well-differentiated LPS (WDL), myxoid LPS, and spindle cell lipoma, suggesting that this is a heterogenous group of lesions. Using strict morphologic criteria and molecular and immunohistochemical analyses, we have identified a homogenous group of spindle cell lipomatous tumors, histologically and genetically distinct from other forms of LPS, which we have called "fibrosarcoma-like lipomatous neoplasm." Cases classified as "spindle cell LPS" or "low-grade LPS with spindle cell features" were reviewed. Final selection criteria included: (1) an exclusive low-grade spindle cell component resembling fibrosarcoma; (2) a mixture of bland fibroblastic cells resembling the preadipocyte and early-adipocyte stage of embryonic fat; and (3) molecular-genetic analysis that excluded other forms of lipomatous tumors. Of the initial 25 cases identified, comparative genomic hybridization (CGH) was uninformative in 2 cases; 5 were reclassified as WDL on the basis of molecular data (MDM2 amplification) and 6 as spindle cell lipoma (CGH profiles with a few gains and losses including a constant loss of chromosome 13 and frequent losses of chromosomes 16 and 6). The 12 remaining cases showed flat CGH profiles; of these cases, 11 were negative for DDIT3 gene rearrangements, and 1 result was uninterpretable. Patients ranged in age from 15 to 82 years (mean 50 y); male patients were affected slightly more often (7:5). Tumors arose in the deep (6) and superficial (3) soft tissue of the groin (4), buttock (3), thigh (2), flank (1), shoulder (1), and paratesticular tissue (1) and ranged in size from 2 to 20 cm (mean 7.5 cm). Clinical follow-up in 11 patients (9 mo to 20 y; mean 68 mo) showed no recurrences or metastases. As defined above, "fibrosarcoma-like lipomatous neoplasm" is a unique lipomatous tumor that should be distinguished from WDL/(low-grade) dedifferentiated LPS and myxoid LPS on combined histologic/molecular features because of its better prognosis.

Classifying minimally disabled multiple sclerosis patients from resting state functional connectivity.

Multiple sclerosis (MS), a variable and diffuse disease affecting white and gray matter, is known to cause functional connectivity anomalies in patients. However, related studies published to-date are post hoc; our hypothesis was that such alterations could discriminate between patients and healthy controls in a predictive setting, laying the groundwork for imaging-based prognosis. Using functional magnetic resonance imaging resting state data of 22 minimally disabled MS patients and 14 controls, we developed a predictive model of connectivity alterations in MS: a whole-brain connectivity matrix was built for each subject from the slow oscillations (<0.11Hz) of region-averaged time series, and a pattern recognition technique was used to learn a discriminant function indicating which particular functional connections are most affected by disease. Classification performance using strict cross-validation yielded a sensitivity of 82% (above chance at p<0.005) and specificity of 86% (p<0.01) to distinguish between MS patients and controls. The most discriminative connectivity changes were found in subcortical and temporal regions, and contralateral connections were more discriminative than ipsilateral connections. The pattern of decreased discriminative connections can be summarized post hoc in an index that correlates positively (ρ=0.61) with white matter lesion load, possibly indicating functional reorganisation to cope with increasing lesion load. These results are consistent with a subtle but widespread impact of lesions in white matter and in gray matter structures serving as high-level integrative hubs. These findings suggest that predictive models of resting state fMRI can reveal specific anomalies due to MS with high sensitivity and specificity, potentially leading to new non-invasive markers.

cis- and trans-acting elements of the estrogen-regulated vitellogenin gene B1 of Xenopus laevis.

Vitellogenin genes are expressed under strict estrogen control in the liver of female oviparous vertebrates. Gene transfer experiments using estrogen-responsive cells have shown that the 13 bp perfect palindromic element GGTCACTGTGACC found upstream of the Xenopus laevis vitellogenin gene A2 promoter mediates hormonal stimulation and thus, was called the estrogen-responsive element (ERE). In the Xenopus vitellogenin genes B1 and B2 there are two closely adjacent EREs with one or more base substitutions when compared to the consensus ERE GGTCANNNTGACC. On their own, these degenerated elements have only a low or no regulatory capacity at all but act together synergistically to form an estrogen-responsive unit (ERU) with the same strength as the perfect palindromic 13 bp element. Analysis of estrogen receptor binding to the gene B1 ERU revealed a cooperative interaction of receptor dimers to the two adjacent imperfect EREs which most likely explains the synergistic stimulation observed in vivo. Furthermore, a promoter activator element located between positions --113 and --42 of the gene B1 and functional in the human MCF-7 and the Xenopus B3.2 cells has been identified and shown to be involved in the high level of induced transcription activity when the ERE is placed at a distance from the promoter. Finally, a hormone-controlled in vitro transcription system derived from Xenopus liver nuclear extracts was exploited to characterize two additional novel cis-acting elements within the vitellogenin gene B1 promoter. One of them, a negative regulatory element (NRE), is responsible for repression of promoter activity in the absence of hormone. The second is related to the NF-I binding site and is required, together with the ERE, to mediate hormonal induction. Moreover, we detected three trans-acting activities in Xenopus liver nuclear extracts that interact with these regions and demonstrated that they participate in the regulation of the expression of the vitellogenin promoter in vitro.

How to operate a university institute as a radiological emergency service?

The Institute of Radiation Physics (IRA) is attached to the Department of Medical Radiology at the Vaud University Hospital Center (CHUV) in Lausanne. The Institute's main tasks are strongly linked to the medical activities of the Department: radiotherapy, radiodiagnostics, interventional radiology and nuclear medicine. The Institute also works in the fields of operational radiation protection, radiation metrology and radioecology. In the case of an accident involving radioactive materials, the emergency services are able to call on the assistance of radiation protection specialists. In order to avoid having to create and maintain a specific structure, both burdensome and rarely needed, Switzerland decided to unite all existing emergency services for such events. Thus, the IRA was invited to participate in this network. The challenge is therefore to integrate a university structure, used to academic collaborations and the scientific approach, to an interventional organization accustomed to strict policies, a military-style command structure and "drilled" procedures. The IRA's solution entails mobilizing existing resources and the expertise developed through professional experience. The main asset of this solution is that it involves the participation of committed collaborators who remain in a familiar environment, and are able to use proven materials and mastered procedures, even if the atmosphere of an accident situation differs greatly from regular laboratory routines. However, this solution requires both a commitment to education and training in emergency situations, and a commitment in terms of discipline by each collaborator in order to be integrated into a response plan supervised by an operational command center.

Characterization and functional identification of a novel plant extradiol 4,5-dioxygenase involved in betalain pigment biosynthesis in Portulaca Grandiflora

RESUME Les bétalaïnes sont des pigments chromo-alcaloïdes violets et jaunes présents dans les plantes appartenant à l'ordre des Caryophyllales et dans les champignons des genres Amanita et Hygrocybe. Leur courte voie de biosynthèse est élucidée chimiquement depuis de nombreuses années, mais les enzymes impliquées dans cette biosynthèse chez les plantes ne sont toujours pas caractérisées. L'enzyme de la DOPA-dioxygénase d' Amanita muscaria a été identifiée (Girod et Zryd, 1991a), mais de nombreuses tentatives d'isolation d'un homologue chez les plantes ont échoué. Afin d'isoler les gènes spécifiques des bétalaïnes chez les plantes, nous avons construit des banques soustraites d'ADNc à partir d'ARN total de pétales immatures de Portulaca grandiflora (Pg) de génotypes jaunes et blancs, respectivement violets et blancs. Les clones couleur- spécifiques ont été détectés en premier par analyse Northem du RNA de pétales blancs et colorés. Les candidats positifs ont alors été soumis à une analyse de transcription au niveau des tiges colorées, vertes et des feuilles, afin d'établir leur expression spécifique. Deux ARNs messagers complets ont une expression corrélée avec l'accumulation des bétalaïnes dans les tissus. Le premier de ces clones, A.16, code pour une oxydase de l'acyl-Coenzyme A (ACX) putative, mais le domaine de liaison du FAD essentiel pour l'activité d'ACX est absent. Toutes nos tentatives pour démontrer sa fonction ont échoué. Le rôle de cette protéine dans la voie de synthèse des bétalaïnes reste inconnu. Le deuxième de ces clones spécifique aux bétalaïnes, L.6 (isolé par Zaiko, 2000), a été renommé DODA en raison de son homologie avec le domaine LigB (pfam02900) d'une 4,5-dioxygénase extradiol bactérienne. DODA a été identifié in silico comme une dioxygénase extradiol en raison de la conservation stricte, au niveau de sa séquence peptidique, des résidus catalytiques de LigB et de ceux liant le cofacteur fer. Une analyse de transfert Southem a montré que ce gène est unique dans Pg. L'expression transitoire de DODA par transformation biolistique dans des pétales blancs de Pg a produit des taches violettes ou jaunes dans des cellules transformées. Une analyse HPLC de ces taches a démontré leur identité avec les bétalaïnes présentes naturellement dans les pétales violets et jaunes de Pg, confirmant ainsi la complémentation par le gène Pg DODA de l'allèle récessif cc présent dans les pétales blancs de Pg. Des homologues de DODA (DOPA-dioxygénase) ont été identifiés dans de nombreuses espèces de plantes, y compris dans celles sans bétalaïne. L'alignement de ces homologues a permis l'identification d'un motif spécifique aux bétalaïnes à côté d'une histidine catalytique conservée. Ce motif [H-P-(S,A)-(N,D)-x-T-P] remplace le motif [H-N-L-R] conservé dans les plantes sans bétalaïne et le motif [H-N-L-x] présent dans tous les homologues bactériens et archaebactériens. Une modélisation tridimensionnelle préliminaire du site actif de Pg DODA et de son homologue dans la mousse Physcomitrella patens a montré l'importance de ce motif spécifique aux bétalaïnes pour l'accessibilité du substrat au site actif. L'analyse phylogénétique de DODA a confirmé l'évolution séparée de cette protéine chez les plantes à bétalaïnes par comparaison avec celle des plantes sans bétalaïne. Nous avons donc conclu que les bétalaïnes sont apparues par modification de l'affinité pour un substrat d'enzymes similaires à DODA, chez un ancêtre unique des Caryophyllales qui a perdu toute capacité de biosynthèse des anthocyanes. Finalement, Pg DODA n'a aucune similarité avec la protéine DODA d' Amanita muscaria, bien que celle-ci complémente aussi la pigmentation des pétales blancs de Pg. La biosynthèse des bétalaïnes est un exemple remarquable de convergence évolutive biochimique indépendante entre espèces de règnes différents. ABSTRACT Betalains are violet and yellow chromo-alkaloid pigments present in plants belonging to the order Caryophyllales and also in the fungal genera Amanita and Hygrocybe. Their short biosynthetic pathway is chemically well understood since many years, but enzymes involved in the plant pathway are still uncharacterized. The DOPA-dioxygenase from Amanita muscaria was identified (Girod and Zryd, 1991a), but numerous attempts to identify a plant homologue to the corresponding gene, failed. In order to isolate betalain-specific genes in plants, subtractive cDNA libraries were built with total RNA from white and yellow and respectively, violet immature petals from Portulaca grandiflora (Pg) genotypes. Colour-specific clones were first detected by Northern blot analysis using RNA from white and coloured petals. Positive candidates were submitted to further transcription analysis in coloured, green stems and leaves in order to assess their specific expression. Two full-length mRNAs showed a correlated expression with betalain accumulation in tissues. One of them, A.16, encodes a putative acyl-Coenzyme A oxidase (ACX), but missing the FAD binding domain essential for the ACX activity. Thus, all attempts to demonstrate its function failed. The role of this protein in the betalain biosynthesis pathway, if any, is still unknown. The second betalain-specific mRNA, L.6 (isolated by Zaiko, 2000) shows a homology with a LigB domain (pfam02900) from a bacterial extradiol 4,5-dioxygenase. It was then renamed DODA (DOPA-dioxygenase). DODA was identified in silico as a highly conserved extradiol dioxygenase due to the strict conservation of its peptidic sequence with LigB catalytic residues and iron-binding cofactor residues. Southern blot analysis showed that this gene is a single copy-gene in Pg. Transient expression of DODA protein through biolistic transformation of Pg white petals produced violet or yellow spots in individual cells. HPLC analysis of these spots showed an identity with betalain pigments present naturally in yellow and violet Pg petals, thus confirming the complementation of the recessive cc allele present in Pg white petals by Pg DODA gene. DODA homologues were identified in numerous plant species including those without betalain. Alignment of these homologues allowed the identification of a betalain-specific pattern beside a highly conserved catalytic histidine. This [H-P-(S,A)-(N,D)-x-T-P] pattern replaces a [H-N-L-R] pattern strictly conserved in non-betalain plants and a [H-N-L-x] pattern present in all bacterial and archaebacterial homologues. Preliminary three-dimensional modeling of the active site of Pg DODA and its Physcomitrella patens moss homologue revealed the importance of this betalain-specific pattern for the substrate accessibility to the DODA active site. DODA phylogenetic analysis confirmed the separate evolution of this protein in betalain-producing plants. We conclude that betalain pigments appeared in a unique ancestor of the Caryophyllales order in which anthocyanin biosynthetic pathway was impaired, by a modification of enzymes of the DODA family for substrate affinity. The Pg DODA protein has no sequence similarity with Amanita muscaria DODA, despite the fact that they both complement Pg white petals for their pigmentation. Betalain biosynthesis is an interesting example of independent biochemical evolutionary convergence between species from different kingdoms.

Gastrostomies endoscopiques percutanées chez l'enfant

RESUME Une gastrostomie est un montage chirurgical d'ouverture d'un orifice cutané donnant un accès direct à l'estomac pour permettre l'alimentation et la décompression gastrique. La gastrostomie est indiquée au cours de certaines maladies chroniques de patients ayant un tube digestif fonctionnel. La gastrostomie percutanée par endoscopie (Percutaneous Endoscopie Gastrostomy PEG) a été décrite en 1977 par Michael W. Gauderer. La méthode est sûre et rapide. Peuvent en bénéficier les patients très affaiblis par leur maladie, pour lesquels une longue anesthésie est à éviter. La réalisation d'une PEG nécessite la collaboration d'un chirurgien, d'un gastro- entérologue et d'un anesthésiste, tous trois spécialisés en pédiatrie. La partie théorique de cette thèse est consacrée à l'historique des gastrostomies et aux diverses techniques de nutrition entérale. La partie pratique de la PEG est étudiée avec ses variantes, ses indications, contre-indications et complications. Cette partie pratique est basée sur 12 ans d'expérience du Service de Chirurgie Pédiatrique du CHUV. Il s'agit d'une étude rétrospective de dossiers, associée à un questionnaire adressé aux patients en mars 2000. 55 PEG ont été posées selon la technique de Gauderer entre 1989 et 2000. Les indications sont les maladies oncologiques (13), neurologiques (13), la mucoviscidose (12), les maladies métaboliques (6) et d'autres indications variées (11). Le bénéfice nutritionnel est étudié pour chaque type d'indications par l'évolution du gain pondéral après la PEG. Les problèmes rencontrés sont principalement des complications mineures de type inflammation de l'orifice. Nous avons observé 2 complications majeures, en ce que leurs conséquences auraient pu être graves. Le respect strict des contre-indications est nécessaire : 3 cas ont été récusés pour raison de sécurité. Le reflux gastro-oesophagien reste une affection concomitante, principalement chez les patients dont la maladie de base est d'origine neurologique. La qualité de vie de l'enfant et de sa famille est investiguée par des questions précises combinées à des plages de commentaires. Nous avons ainsi évalué le degré de satisfaction des enfants et de leur entourage. En conclusion la gastrostomie endoscopique percutanée est une opération simple, rapide et sûre, susceptible d'apporter un gain pondéral. Son utilisation pourrait être plus répandue. Elle apporte aussi une meilleure qualité de vie aux enfants qui en bénéficient, avec une amélioration de leurs performances et une diminution des conflits associés à des repas laborieux.

The Hydrophobic interaction: modeling hydrophobic interactions and aggregation of non-polar particles in aqueous solutions

Malgré son importance dans notre vie de tous les jours, certaines propriétés de l?eau restent inexpliquées. L'étude des interactions entre l'eau et les particules organiques occupe des groupes de recherche dans le monde entier et est loin d'être finie. Dans mon travail j'ai essayé de comprendre, au niveau moléculaire, ces interactions importantes pour la vie. J'ai utilisé pour cela un modèle simple de l'eau pour décrire des solutions aqueuses de différentes particules. Récemment, l?eau liquide a été décrite comme une structure formée d?un réseau aléatoire de liaisons hydrogènes. En introduisant une particule hydrophobe dans cette structure à basse température, certaines liaisons hydrogènes sont détruites ce qui est énergétiquement défavorable. Les molécules d?eau s?arrangent alors autour de cette particule en formant une cage qui permet de récupérer des liaisons hydrogènes (entre molécules d?eau) encore plus fortes : les particules sont alors solubles dans l?eau. A des températures plus élevées, l?agitation thermique des molécules devient importante et brise les liaisons hydrogènes. Maintenant, la dissolution des particules devient énergétiquement défavorable, et les particules se séparent de l?eau en formant des agrégats qui minimisent leur surface exposée à l?eau. Pourtant, à très haute température, les effets entropiques deviennent tellement forts que les particules se mélangent de nouveau avec les molécules d?eau. En utilisant un modèle basé sur ces changements de structure formée par des liaisons hydrogènes j?ai pu reproduire les phénomènes principaux liés à l?hydrophobicité. J?ai trouvé une région de coexistence de deux phases entre les températures critiques inférieure et supérieure de solubilité, dans laquelle les particules hydrophobes s?agrègent. En dehors de cette région, les particules sont dissoutes dans l?eau. J?ai démontré que l?interaction hydrophobe est décrite par un modèle qui prend uniquement en compte les changements de structure de l?eau liquide en présence d?une particule hydrophobe, plutôt que les interactions directes entre les particules. Encouragée par ces résultats prometteurs, j?ai étudié des solutions aqueuses de particules hydrophobes en présence de co-solvants cosmotropiques et chaotropiques. Ce sont des substances qui stabilisent ou déstabilisent les agrégats de particules hydrophobes. La présence de ces substances peut être incluse dans le modèle en décrivant leur effet sur la structure de l?eau. J?ai pu reproduire la concentration élevée de co-solvants chaotropiques dans le voisinage immédiat de la particule, et l?effet inverse dans le cas de co-solvants cosmotropiques. Ce changement de concentration du co-solvant à proximité de particules hydrophobes est la cause principale de son effet sur la solubilité des particules hydrophobes. J?ai démontré que le modèle adapté prédit correctement les effets implicites des co-solvants sur les interactions de plusieurs corps entre les particules hydrophobes. En outre, j?ai étendu le modèle à la description de particules amphiphiles comme des lipides. J?ai trouvé la formation de différents types de micelles en fonction de la distribution des regions hydrophobes à la surface des particules. L?hydrophobicité reste également un sujet controversé en science des protéines. J?ai défini une nouvelle échelle d?hydrophobicité pour les acides aminés qui forment des protéines, basée sur leurs surfaces exposées à l?eau dans des protéines natives. Cette échelle permet une comparaison meilleure entre les expériences et les résultats théoriques. Ainsi, le modèle développé dans mon travail contribue à mieux comprendre les solutions aqueuses de particules hydrophobes. Je pense que les résultats analytiques et numériques obtenus éclaircissent en partie les processus physiques qui sont à la base de l?interaction hydrophobe.<br/><br/>Despite the importance of water in our daily lives, some of its properties remain unexplained. Indeed, the interactions of water with organic particles are investigated in research groups all over the world, but controversy still surrounds many aspects of their description. In my work I have tried to understand these interactions on a molecular level using both analytical and numerical methods. Recent investigations describe liquid water as random network formed by hydrogen bonds. The insertion of a hydrophobic particle at low temperature breaks some of the hydrogen bonds, which is energetically unfavorable. The water molecules, however, rearrange in a cage-like structure around the solute particle. Even stronger hydrogen bonds are formed between water molecules, and thus the solute particles are soluble. At higher temperatures, this strict ordering is disrupted by thermal movements, and the solution of particles becomes unfavorable. They minimize their exposed surface to water by aggregating. At even higher temperatures, entropy effects become dominant and water and solute particles mix again. Using a model based on these changes in water structure I have reproduced the essential phenomena connected to hydrophobicity. These include an upper and a lower critical solution temperature, which define temperature and density ranges in which aggregation occurs. Outside of this region the solute particles are soluble in water. Because I was able to demonstrate that the simple mixture model contains implicitly many-body interactions between the solute molecules, I feel that the study contributes to an important advance in the qualitative understanding of the hydrophobic effect. I have also studied the aggregation of hydrophobic particles in aqueous solutions in the presence of cosolvents. Here I have demonstrated that the important features of the destabilizing effect of chaotropic cosolvents on hydrophobic aggregates may be described within the same two-state model, with adaptations to focus on the ability of such substances to alter the structure of water. The relevant phenomena include a significant enhancement of the solubility of non-polar solute particles and preferential binding of chaotropic substances to solute molecules. In a similar fashion, I have analyzed the stabilizing effect of kosmotropic cosolvents in these solutions. Including the ability of kosmotropic substances to enhance the structure of liquid water, leads to reduced solubility, larger aggregation regime and the preferential exclusion of the cosolvent from the hydration shell of hydrophobic solute particles. I have further adapted the MLG model to include the solvation of amphiphilic solute particles in water, by allowing different distributions of hydrophobic regions at the molecular surface, I have found aggregation of the amphiphiles, and formation of various types of micelle as a function of the hydrophobicity pattern. I have demonstrated that certain features of micelle formation may be reproduced by the adapted model to describe alterations of water structure near different surface regions of the dissolved amphiphiles. Hydrophobicity remains a controversial quantity also in protein science. Based on the surface exposure of the 20 amino-acids in native proteins I have defined the a new hydrophobicity scale, which may lead to an improvement in the comparison of experimental data with the results from theoretical HP models. Overall, I have shown that the primary features of the hydrophobic interaction in aqueous solutions may be captured within a model which focuses on alterations in water structure around non-polar solute particles. The results obtained within this model may illuminate the processes underlying the hydrophobic interaction.<br/><br/>La vie sur notre planète a commencé dans l'eau et ne pourrait pas exister en son absence : les cellules des animaux et des plantes contiennent jusqu'à 95% d'eau. Malgré son importance dans notre vie de tous les jours, certaines propriétés de l?eau restent inexpliquées. En particulier, l'étude des interactions entre l'eau et les particules organiques occupe des groupes de recherche dans le monde entier et est loin d'être finie. Dans mon travail j'ai essayé de comprendre, au niveau moléculaire, ces interactions importantes pour la vie. J'ai utilisé pour cela un modèle simple de l'eau pour décrire des solutions aqueuses de différentes particules. Bien que l?eau soit généralement un bon solvant, un grand groupe de molécules, appelées molécules hydrophobes (du grecque "hydro"="eau" et "phobia"="peur"), n'est pas facilement soluble dans l'eau. Ces particules hydrophobes essayent d'éviter le contact avec l'eau, et forment donc un agrégat pour minimiser leur surface exposée à l'eau. Cette force entre les particules est appelée interaction hydrophobe, et les mécanismes physiques qui conduisent à ces interactions ne sont pas bien compris à l'heure actuelle. Dans mon étude j'ai décrit l'effet des particules hydrophobes sur l'eau liquide. L'objectif était d'éclaircir le mécanisme de l'interaction hydrophobe qui est fondamentale pour la formation des membranes et le fonctionnement des processus biologiques dans notre corps. Récemment, l'eau liquide a été décrite comme un réseau aléatoire formé par des liaisons hydrogènes. En introduisant une particule hydrophobe dans cette structure, certaines liaisons hydrogènes sont détruites tandis que les molécules d'eau s'arrangent autour de cette particule en formant une cage qui permet de récupérer des liaisons hydrogènes (entre molécules d?eau) encore plus fortes : les particules sont alors solubles dans l'eau. A des températures plus élevées, l?agitation thermique des molécules devient importante et brise la structure de cage autour des particules hydrophobes. Maintenant, la dissolution des particules devient défavorable, et les particules se séparent de l'eau en formant deux phases. A très haute température, les mouvements thermiques dans le système deviennent tellement forts que les particules se mélangent de nouveau avec les molécules d'eau. A l'aide d'un modèle qui décrit le système en termes de restructuration dans l'eau liquide, j'ai réussi à reproduire les phénomènes physiques liés à l?hydrophobicité. J'ai démontré que les interactions hydrophobes entre plusieurs particules peuvent être exprimées dans un modèle qui prend uniquement en compte les liaisons hydrogènes entre les molécules d'eau. Encouragée par ces résultats prometteurs, j'ai inclus dans mon modèle des substances fréquemment utilisées pour stabiliser ou déstabiliser des solutions aqueuses de particules hydrophobes. J'ai réussi à reproduire les effets dûs à la présence de ces substances. De plus, j'ai pu décrire la formation de micelles par des particules amphiphiles comme des lipides dont la surface est partiellement hydrophobe et partiellement hydrophile ("hydro-phile"="aime l'eau"), ainsi que le repliement des protéines dû à l'hydrophobicité, qui garantit le fonctionnement correct des processus biologiques de notre corps. Dans mes études futures je poursuivrai l'étude des solutions aqueuses de différentes particules en utilisant les techniques acquises pendant mon travail de thèse, et en essayant de comprendre les propriétés physiques du liquide le plus important pour notre vie : l'eau.

Impact des maladies rhumatismales sur la population âgée en Suisse et sa consommation de soins

Les maladies rhumatismales sont fréquemment observées chez les personnes âgées et ont un impact considérable sur la qualité de vie des personnes en souffrant. Peu d'études suisses sur la situation épidémiologique et sur l'impact de ce type de maladies sur la consommation des services de santé existent. Cette thèse a pour but d'étudier les connaissances actuelles à partir de la littérature suisse et étrangère et d'établir un bilan en Suisse au moyen d'une enquête de population effectuée en 1997. Une revue systématique de littérature a été effectuée. En dépit d'une grande variété des approches méthodologiques rendant délicates les comparaisons géographiques et temporelles, la prévalence des maladies rhumatismales chez les personnes de 65 ans et plus semble être homogène entre pays et stable temporellement. particulièrement dès 1980. Celle-ci est élevée et augmente rapidement avec le très grand âge. De plus, les femmes sont plus fréquemment atteintes que les hommes. Notre revue montre que le recours aux soins ambulatoires (médecins, chiropraticiens, traitements ambulatoires des hôpitaux) lié aux maladies rhumatismales est important. L'impact de ces maladies sur les hospitalisations est, par contre, moins clairement établi. Les nouvelles générations de personnes en souffrant semblent avoir plus recours aux services de santé que les précédentes. Ces maladies sont aussi à l'origine d'une forte consommation d'anti-inflammatoires non-stéroïdiens avec comme conséquence une multitude de complications. En dépit de son efficacité et de son utilité, le recours à l'arthroplastie est sous- utilisé. Notre analyse se base sur une enquête réalisée auprès d'un échantillon représentatif des individus âgés de 15 ans et plus résidant de manière permanente en Suisse en 1997 : la prévalence des maladies rhumatismales en Suisse s'élève à 41 % chez les personnes âgées de 65 ans et plus, dont 48 % chez les femmes et 31 % chez les hommes. Ces prévalences sont inférieures à celles relevées dans la littérature probablement en raison de notre définition relativement restrictive des maladies rhumatismales. Ces dernières augmentent de 50 % le nombre attendu de consultations chez un médecin ou un chiropraticien et de 30 % le nombre attendu d'hospitalisations. Les personnes souffrantes ont. en outre, une probabilité de recours aux services de Soins à domicile 1,7 fois plus élevé que les autres. Aucun impact sur le nombre de traitements ambulatoires en milieu hospitalier n'a été trouvé. Nos résultats sont comparables à ceux relevés dans la littérature internationale et suisse, sauf pour les traitements ambulatoires des hôpitaux. En 1990, sur les 983'400 personnes de 65 ans et plus (recensement fédéral de la population de 1990), 403'200 personnes souffraient de maladies rhumatismales. Quelque 5'334'900 consultations chez un médecin ou un chiropraticien, 4'959'300 consultations chez un médecin et 216'800 hospitalisations étaient imputables aux personnes de 65 ans et plus toutes causes de consultations confondues, dont 1'008'000 consultations chez un médecin/chiropraticien, 927'300 chez un médecin et 98'500 hospitalisations imputables aux maladies rhumatismales. Selon ie scénario (( tendance )) des projections démographiques publiées par l'Office Fédéral de la Statistique. d'ici 2040, le nombre de personnes souffrant de maladies rhumatismales en Suisse risque d'augmenter de 80 % (en supposant que la prévalence reste stable), affectant 726'500 sur 1'772'000 personnes de 65 ans et plus. Cette augmentation est la conséquence de l'accroissement prévu de la population de 65 ans et plus dans la population générale. Le nombre global de consultatiordhospitalisations risque d'augmenter dans les mêmes proportions si le recours aux services de santé reste stable. En effet. en 2040, quelque 9'613'100 consultations chez un médecinichiropraticien, 8'936'200 consultations chez un médecin et 390'700 hospitalisations pourraient être imputables aux personnes de 65 ans et plus. dont 1'8 16'300 consultations chez un médecin/chiropraticien, 1'67 1'000 consultations chez un médecin et 1 90'600 hospitalisations en raison de maladies rhumatismales. Une légère diminution du nombre de personnes atteintes de maladies rhumatismales. ainsi que du recours aux services de santé engendré par ces maladies. est attendue dès 3040. Le nombre de personnes souffrant de maladies rhumatismales et le nombre de consultations/ hospitalisations associées risquant d'augmenter de façon considérable, il est nécessaire de freiner cette progression. Des mesures préventives primaires, secondaires ou tertiaires peuvent diminuer la prévalence des maladies rhumatismales et l'impact de celles-ci sur la consommation des services de santé.<br/><br/>Rheumatic diseases are frequently observed in elderly people and have an important impact on tlieir life qurlity. There are fe1.v Swiss stuciies on the epiciemio!ogica! situttien and on the impact of such diseases on the use of health services. This thesis aims at studying the current knowledge based on Swiss and international literature and at establishing the situation in Switzerland from a population survey conducted in 1997. A systeinatic literature review lias been carried out. Despite a large range of methods making a comparisoii diffcult, the prevalence of rheumatic diseases seems to be homogeneous in different countries and stable. especially since 1980. It is high and increases rapidly with age. Furthermore, \niorneil suffer more frequently thaii men. Our review shows that the use of ambulatory care linked to rheumatic diseases is important. On the contrary, the impact of such diseases on hospitalization is less clearly established. New generations seem to consult more. Rheumatic diseases are also at the origin of a strong consumptioii of non-steroidal anti- inflammatory drugs \vitIl potential severe consequences. Despite its effectiveness and efficiency, arthroplasty is underused. Our analysis is based 011 a survey of Swiss permanent residents aged 15 or more in 1997. Based on Our analysis, the prevalence of rheumatic diseases in Switzerland is 41 % for elderly people (48 96 for women and 31 % for men). Theses prevalences are smaller than those found in the literature because of our relatively strict definition of rheumatic diseases. The latter diseases increase of about 50 o/o the expected number of consultations (chiropractor included or not) and of about 30 960 the expected number of hospitalizations. The affected persons have a probability of home care use 1.7 times higlier than the others. No impact on the number of outpatient care provided by hospitals has been found. Our results are comparable to those found in the international and Swiss literature, except for hospital outpatient care. In 1990, of 983,400 perçons aged 65 and older, 403,200 persons suffered from rheumatic diseases. 5,334,900 consultations by a physician or a chiropractor, 4,959,300 consultations by a physician and 2 16,800 hospitalizations were attributed to the elderly whatever, the reason of consultation, of which 1,008,000 consultations by a physicianlchiropractor, 927,300 by a physician, and 98,500 hospitalizations are due to rheumatic diseases. According to the "tendance" scenario of demographic projections published by the Swiss Federal Office of Statistics, until 2040 the number of persons suffering from rheumatic diseases will increase of 80 % if the prevalence stays stable, affecting 736,500 of 1,772,000 perçons of 65 and older. This increase is due to the increase of the percentage of persons 65 and older in the population. The global number of consultationshospitalizations will increase similarly if the use of health services stays stable. In 2040, 9,613,l 00 consultations by a physiciaidchiropractor, 8,936,200 Consultations by a physician and 390,700 hospitalizations could be attributed to the persons aged 65 and older, of which 1,816,300 consultations by a physician, 1,671,000 consultations by a physician/chiropractor and 109,600 hospitalizations will be due to the rheumatic diseases. However a small decrease of the number of affected perçons and of the subsequent use of health services is expected after 2040. The number of affected elderly people and the volume of conçultations/hospitalizations are expected to increase and it ir necessx-y to slow down this progression. Preventive interventions, primary, secondary or tertiary, can decrease the prevalence of rheumatic diseases and the impaci on the consumption of health services.

Twenty years of research into Chlamydia-like organisms: a revolution in our understanding of the biology and pathogenicity of members of the phylum Chlamydiae.

Chlamydiae are obligate intracellular bacteria that share a unique but remarkably conserved biphasic developmental cycle that relies on a eukaryotic host cell for survival. Although the phylum was originally thought to only contain one family, the Chlamydiaceae, a total of nine families are now recognized. These so-called Chlamydia-like organisms (CLOs) are also referred to as 'environmental chlamydiae', as many were initially isolated from environmental sources. However, these organisms are also emerging pathogens, as many, such as Parachlamydia sp., Simkania sp. and Waddlia sp., have been associated with human disease, and others, such as Piscichlamydia sp. and Parilichlamydia sp., have been documented in association with diseases in animals. Their strict intracellular nature and the requirement for cell culture have been a confounding factor in characterizing the biology and pathogenicity of CLOs. Nevertheless, the genomes of seven CLO species have now been sequenced, providing new information on their potential ability to adapt to a wide range of hosts. As new isolation and diagnostic methods advance, we are able to further explore the richness of this phylum with further research likely to help define the true pathogenic potential of the CLOs while also providing insight into the origins of the 'traditional' chlamydiae.

Essential surgery: the way forward.

INTRODUCTION: Very little surgical care is performed in low- and middle-income countries (LMICs). An estimated two billion people in the world have no access to essential surgical care, and non-surgeons perform much of the surgery in remote and rural areas. Surgical care is as yet not recognized as an integral aspect of primary health care despite its self-demonstrated cost-effectiveness. We aimed to define the parameters of a public health approach to provide surgical care to areas in most need. METHODS: Consensus meetings were held, field experience was collected via targeted interviews, and a literature review on the current state of essential surgical care provision in Sub-Saharan Africa (SSA) was conducted. Comparisons were made across international recommendations for essential surgical interventions and a consensus-driven list was drawn up according to their relative simplicity, resource requirement, and capacity to provide the highest impact in terms of averted mortality or disability. RESULTS: Essential Surgery consists of basic, low-cost surgical interventions, which save lives and prevent life-long disability or life-threatening complications and may be offered in any district hospital. Fifteen essential surgical interventions were deduced from various recommendations from international surgical bodies. Training in the realm of Essential Surgery is narrow and strict enough to be possible for non-physician clinicians (NPCs). This cadre is already active in many SSA countries in providing the bulk of surgical care. CONCLUSION: A basic package of essential surgical care interventions is imperative to provide structure for scaling up training and building essential health services in remote and rural areas of LMICs. NPCs, a health cadre predominant in SSA, require training, mentoring, and monitoring. The cost of such training is vastly more efficient than the expensive training of a few polyvalent or specialist surgeons, who will not be sufficient in numbers within the next few generations. Moreover, these practitioners are used to working in the districts and are much less prone to gravitate elsewhere. The use of these NPCs performing "Essential Surgery" is a feasible route to deal with the almost total lack of primary surgical care in LMICs.

Functional characterization of the Pneumocystis jirovecii potential drug targets dhfs and abz2 involved in folate biosynthesis.

Pneumocystis species are fungal parasites colonizing mammal lungs with strict host specificity. Pneumocystis jirovecii is the human-specific species and can turn into an opportunistic pathogen causing severe pneumonia in immunocompromised individuals. This disease is currently the second most frequent life-threatening invasive fungal infection worldwide. The most efficient drug, cotrimoxazole, presents serious side effects, and resistance to this drug is emerging. The search for new targets for the development of new drugs is thus of utmost importance. The recent release of the P. jirovecii genome sequence opens a new era for this task. It can now be carried out on the actual targets to be inhibited instead of on those of the relatively distant model Pneumocystis carinii, the species infecting rats. We focused on the folic acid biosynthesis pathway because (i) it is widely used for efficient therapeutic intervention, and (ii) it involves several enzymes that are essential for the pathogen and have no human counterparts. In this study, we report the identification of two such potential targets within the genome of P. jirovecii, the dihydrofolate synthase (dhfs) and the aminodeoxychorismate lyase (abz2). The function of these enzymes was demonstrated by the rescue of the null allele of the orthologous gene of Saccharomyces cerevisiae.

Taxogenomics of the order Chlamydiales.

Bacterial classification is a long-standing problem for taxonomists and species definition itself is constantly debated among specialists. The classification of strict intracellular bacteria such as members of the order Chlamydiales mainly relies on DNA- or protein-based phylogenetic reconstructions because these organisms exhibit few phenotypic differences and are difficult to culture. The availability of full genome sequences allows the comparison of the performance of conserved protein sequences to reconstruct Chlamydiales phylogeny. This approach permits the identification of markers that maximize the phylogenetic signal and the robustness of the inferred tree. In this study, a set of 424 core proteins was identified and concatenated to reconstruct a reference species tree. Although individual protein trees present variable topologies, we detected only few cases of incongruence with the reference species tree, which were due to horizontal gene transfers. Detailed analysis of the phylogenetic information of individual protein sequences (i) showed that phylogenies based on single randomly chosen core proteins are not reliable and (ii) led to the identification of twenty taxonomically highly reliable proteins, allowing the reconstruction of a robust tree close to the reference species tree. We recommend using these protein sequences to precisely classify newly discovered isolates at the family, genus and species levels.

La communication médicale avec les patients migrants allophones : difficultés de compréhension dans les consultations spécialisées centrées sur les douleurs musculo-squelettiques chroniques

Les suivis spécialisés de douleurs chroniques comportent des enjeux communicationnels sensibles liés notamment à la subjectivité des ressentis douloureux et aux fréquentes divergences de vue entre médecins et patients quant à l'origine du problème de santé et à son traitement. Centré sur ces suivis, ce travail de thèse a cherché à appréhender comment les situations sociolinguistiques des patients migrants allophones se répercutent sur la communication médicale et, plus particulièrement, sur la compréhension mutuelle dans les consultations. Il a emprunté une approche discursive s'appuyant sur l'analyse interactionnelle de consultations filmées et sur un riche corpus de données contextuelles recueillies dans des interviews de patients et de cliniciens. Les analyses réalisées ont, entre autres, mis en évidence que les difficultés de compréhension non résolues se concentrent dans les consultations des patients les moins à l'aise en français et que ces difficultés renferment pour la plupart une charge problématique certaine en termes de qualité des soins. Il apparaît également que lorsque des malentendus ou incompréhensions cliniquement pertinents ne peuvent être résolus, le caractère limité des compétences de français de base des patients migrants n'est jamais seul en cause. Des facteurs de complexité médicaux (ex. surestimations des connaissances médicales de base des patients), relationnels (ex. non-signalement de malentendus par les patients pour éviter de faire perdre la face au médecin) et discursifs (ex. nécessité de traiter de discours ou « voix » venant de l'extérieur de la consultation dans le cadre d'une polyphonie particulièrement marquée) jouent également des rôles de premier plan dans les difficultés non résolues les plus problématiques au plan clinique et sont généralement étroitement intriqués avec le langagier au sens strict. En termes pratiques, les résultats soulignent le rôle décisif de l'autoréflexivité chez les médecins, ainsi que de leur capacité à ajuster de manière flexible leurs styles communicationnels afin, par exemple, d'éviter le cumul de facteurs de complexités favorisant des malentendus ou incompréhensions problématiques. Les observations effectuées rappellent également l'importance du recours à des ressources d'interprétariat.

From bird to sparrow: Learning-induced modulations in fine-grained semantic discrimination.

Recognition of environmental sounds is believed to proceed through discrimination steps from broad to more narrow categories. Very little is known about the neural processes that underlie fine-grained discrimination within narrow categories or about their plasticity in relation to newly acquired expertise. We investigated how the cortical representation of birdsongs is modulated by brief training to recognize individual species. During a 60-minute session, participants learned to recognize a set of birdsongs; they improved significantly their performance for trained (T) but not control species (C), which were counterbalanced across participants. Auditory evoked potentials (AEPs) were recorded during pre- and post-training sessions. Pre vs. post changes in AEPs were significantly different between T and C i) at 206-232ms post stimulus onset within a cluster on the anterior part of the left superior temporal gyrus; ii) at 246-291ms in the left middle frontal gyrus; and iii) 512-545ms in the left middle temporal gyrus as well as bilaterally in the cingulate cortex. All effects were driven by weaker activity for T than C species. Thus, expertise in discriminating T species modulated early stages of semantic processing, during and immediately after the time window that sustains the discrimination between human vs. animal vocalizations. Moreover, the training-induced plasticity is reflected by the sharpening of a left lateralized semantic network, including the anterior part of the temporal convexity and the frontal cortex. Training to identify birdsongs influenced, however, also the processing of C species, but at a much later stage. Correct discrimination of untrained sounds seems to require an additional step which results from lower-level features analysis such as apperception. We therefore suggest that the access to objects within an auditory semantic category is different and depends on subject's level of expertise. More specifically, correct intra-categorical auditory discrimination for untrained items follows the temporal hierarchy and transpires in a late stage of semantic processing. On the other hand, correct categorization of individually trained stimuli occurs earlier, during a period contemporaneous with human vs. animal vocalization discrimination, and involves a parallel semantic pathway requiring expertise.