'Toxic' and 'Nontoxic': confirming critical terminology concepts and context for clear communication

If 'the dose makes the poison', and if the context of an exposure to a hazard shapes the risk as much as the innate character of the hazard itself, then what is 'toxic' and what is 'nontoxic'? This article is intended to help readers and communicators: anticipate that concepts such as 'toxic' and 'nontoxic' may have different meanings to different stakeholders in different contexts of general use, commerce, science, and the law; recognize specific situations in which terms and related information could potentially be misperceived or misinterpreted; evaluate the relevance, reliability, and other attributes of information for a given situation; control actions, assumptions, interpretations, conclusions, and decisions to avoid flaws and achieve a desired outcome; and confirm that the desired outcome has been achieved. To meet those objectives, we provide some examples of differing toxicology terminology concepts and contexts; a comprehensive decision-making framework for understanding and managing risk; along with a communication and education message and audience-planning matrix to support the involvement of all relevant stakeholders; a set of CLEAR-communication assessment criteria for use by both readers and communicators; example flaws in decision-making; a suite of three tools to assign relevance vs reliability, align know vs show, and refine perception vs reality aspects of information; and four steps to foster effective community involvement and support. The framework and supporting process are generally applicable to meeting any objective.

The essential role of radiotherapy in the treatment of Merkel cell carcinoma: a study from the Rare Cancer Network.

PURPOSE: To evaluate the role of postoperative radiotherapy (RT) in Merkel cell carcinoma (MCC). METHODS AND MATERIALS: A retrospective multicenter study was performed in 180 patients with MCC treated between February 1988 and September 2009. Patients who had had surgery alone were compared with patients who received surgery and postoperative RT or radical RT. Local relapse-free survival (LRFS), regional relapse-free survival (RRFS), and distant metastasis-free survival (DMFS) rates were assessed together with disease-free survival (DFS), cancer-specific survival (CSS), and overall survival (OS) rates. RESULTS: Seventy-nine patients were male and 101 patients were female, and the median age was 73 years old (range, 38-93 years). The majority of patients had localized disease (n = 146), and the remaining patients had regional lymph node metastasis (n = 34). Forty-nine patients underwent surgery for the primary tumor without postoperative RT to the primary site; the other 131 patients received surgery for the primary tumor, followed by postoperative RT (n = 118) or a biopsy of the primary tumor followed by radical RT (n = 13). Median follow-up was 5 years (range, 0.2-16.5 years). Patients in the RT group had improved LRFS (93% vs. 64%; p < 0.001), RRFS (76% vs. 27%; p < 0.001), DMFS (70% vs. 42%; p = 0.01), DFS (59% vs. 4%; p < 0.001), and CSS (65% vs. 49%; p = 0.03) rates compared to patients who underwent surgery for the primary tumor alone; LRFS, RRFS, DMFS, and DFS rates remained significant with multivariable Cox regression analysis. However OS was not significantly improved by postoperative RT (56% vs. 46%; p = 0.2). CONCLUSIONS: After multivariable analysis, postoperative RT was associated with improved outcome and seems to be an important component in the multimodality treatment of MCC.

Thalamic connectivity in patients with essential tremor treated with MR imaging-guided focused ultrasound: in vivo fiber tracking by using diffusion-tensor MR imaging.

PURPOSE: To use diffusion-tensor (DT) magnetic resonance (MR) imaging in patients with essential tremor who were treated with transcranial MR imaging-guided focused ultrasound lesion inducement to identify the structural connectivity of the ventralis intermedius nucleus of the thalamus and determine how DT imaging changes correlated with tremor changes after lesion inducement. MATERIALS AND METHODS: With institutional review board approval, and with prospective informed consent, 15 patients with medication-refractory essential tremor were enrolled in a HIPAA-compliant pilot study and were treated with transcranial MR imaging-guided focused ultrasound surgery targeting the ventralis intermedius nucleus of the thalamus contralateral to their dominant hand. Fourteen patients were ultimately included. DT MR imaging studies at 3.0 T were performed preoperatively and 24 hours, 1 week, 1 month, and 3 months after the procedure. Fractional anisotropy (FA) maps were calculated from the DT imaging data sets for all time points in all patients. Voxels where FA consistently decreased over time were identified, and FA change in these voxels was correlated with clinical changes in tremor over the same period by using Pearson correlation. RESULTS: Ipsilateral brain structures that showed prespecified negative correlation values of FA over time of -0.5 or less included the pre- and postcentral subcortical white matter in the hand knob area; the region of the corticospinal tract in the centrum semiovale, in the posterior limb of the internal capsule, and in the cerebral peduncle; the thalamus; the region of the red nucleus; the location of the central tegmental tract; and the region of the inferior olive. The contralateral middle cerebellar peduncle and bilateral portions of the superior vermis also showed persistent decrease in FA over time. There was strong correlation between decrease in FA and clinical improvement in hand tremor 3 months after lesion inducement (P < .001). CONCLUSION: DT MR imaging after MR imaging-guided focused ultrasound thalamotomy depicts changes in specific brain structures. The magnitude of the DT imaging changes after thalamic lesion inducement correlates with the degree of clinical improvement in essential tremor.

Cooperation between the transcription factors p63 and IRF6 is essential to prevent cleft palate in mice.

Cleft palate is a common congenital disorder that affects up to 1 in 2,500 live human births and results in considerable morbidity to affected individuals and their families. The etiology of cleft palate is complex, with both genetic and environmental factors implicated. Mutations in the transcription factor-encoding genes p63 and interferon regulatory factor 6 (IRF6) have individually been identified as causes of cleft palate; however, a relationship between the key transcription factors p63 and IRF6 has not been determined. Here, we used both mouse models and human primary keratinocytes from patients with cleft palate to demonstrate that IRF6 and p63 interact epistatically during development of the secondary palate. Mice simultaneously carrying a heterozygous deletion of p63 and the Irf6 knockin mutation R84C, which causes cleft palate in humans, displayed ectodermal abnormalities that led to cleft palate. Furthermore, we showed that p63 transactivated IRF6 by binding to an upstream enhancer element; genetic variation within this enhancer element is associated with increased susceptibility to cleft lip. Our findings therefore identify p63 as a key regulatory molecule during palate development and provide a mechanism for the cooperative role of p63 and IRF6 in orofacial development in mice and humans.

Promoter IV of the class II transactivator gene is essential for positive selection of CD4+ T cells.

Major histocompatibility complex class II (MHCII) expression is regulated by the transcriptional coactivator CIITA. Positive selection of CD4(+) T cells is abrogated in mice lacking one of the promoters (pIV) of the Mhc2ta gene. This is entirely due to the absence of MHCII expression in thymic epithelia, as demonstrated by bone marrow transfer experiments between wild-type and pIV(-/-) mice. Medullary thymic epithelial cells (mTECs) are also MHCII(-) in pIV(-/-) mice. Bone marrow-derived, professional antigen-presenting cells (APCs) retain normal MHCII expression in pIV(-/-) mice, including those believed to mediate negative selection in the thymic medulla. Endogenous retroviruses thus retain their ability to sustain negative selection of the residual CD4(+) thymocytes in pIV(-/-) mice. Interestingly, the passive acquisition of MHCII molecules by thymocytes is abrogated in pIV(-/-) mice. This identifies thymic epithelial cells as the source of this passive transfer. In peripheral lymphoid organs, the CD4(+) T-cell population of pIV(-/-) mice is quantitatively and qualitatively comparable to that of MHCII-deficient mice. It comprises a high proportion of CD1-restricted natural killer T cells, which results in a bias of the V beta repertoire of the residual CD4(+) T-cell population. We have also addressed the identity of the signal that sustains pIV expression in cortical epithelia. We found that the Jak/STAT pathways activated by the common gamma chain (CD132) or common beta chain (CDw131) cytokine receptors are not required for MHCII expression in thymic cortical epithelia.

Enhancing clinically-relevant shoulder function assessment using only essential movements.

Kinematic functional evaluation with body-worn sensors provides discriminative and responsive scores after shoulder surgery, but the optimal movements' combination has not yet been scientifically investigated. The aim of this study was the development of a simplified shoulder function kinematic score including only essential movements. The P Score, a seven-movement kinematic score developed on 31 healthy participants and 35 patients before surgery and at 3, 6 and 12 months after shoulder surgery, served as a reference.Principal component analysis and multiple regression were used to create simplified scoring models. The candidate models were compared to the reference score. ROC curve for shoulder pathology detection and correlations with clinical questionnaires were calculated.The B-B Score (hand to the Back and hand upwards as to change a Bulb) showed no difference to the P Score in time*score interaction (P > .05) and its relation with the reference score was highly linear (R(2) > .97). Absolute value of correlations with clinical questionnaires ranged from 0.51 to 0.77. Sensitivity was 97% and specificity 94%.The B-B and reference scores are equivalent for the measurement of group responses. The validated simplified scoring model presents practical advantages that facilitate the objective evaluation of shoulder function in clinical practice.

Effect of captopril on renal vascular tone in patients with essential hypertension.

1. The effect of acute inhibition of angiotensin-converting enzyme by captopril (50 mg) on renal haemodynamics and function was assessed in nine patients with essential hypertension on unrestricted sodium intake (n = 8) or low sodium diet (n = 1). 2. Captopril induced a rapid and significant decrease in arterial pressure, which was maximal within 60 min. 3. Effective renal plasma flow (ERPF) increased, glomerular filtration rate (GFR) did not change and filtration fraction (FF) decreased after captopril. No change in sodium excretion and a decrease in urinary potassium occurred. 4. In the patient on low sodium diet, captopril induced striking increases in GFR and ERPF (64 and 106% respectively). 5. The logarithm of baseline plasma renin activity was positvely correlated with the change in ERPF and negatively correlated with changes in FF and renal resistance. 6. The results indicate that in patients with essential hypertension angiotensin participates actively in the maintenance of renal vascular tone at the efferent arteriolar level. A possible influence of kinins remains to be defined.

Essential role of MALT1 protease activity in activated B cell-like diffuse large B-cell lymphoma.

A key element for the development of suitable anti-cancer drugs is the identification of cancer-specific enzymatic activities that can be therapeutically targeted. Mucosa-associated lymphoid tissue transformation protein 1 (MALT1) is a proto-oncogene that contributes to tumorigenesis in diffuse large B-cell lymphoma (DLBCL) of the activated B-cell (ABC) subtype, the least curable subtype of DLBCL. Recent data suggest that MALT1 has proteolytic activity, but it is unknown whether this activity is relevant for tumor growth. Here we report that MALT1 is constitutively active in DLBCL lines of the ABC but not the GCB subtype. Inhibition of the MALT1 proteolytic activity led to reduced expression of growth factors and apoptosis inhibitors, and specifically affected the growth and survival of ABC DLBCL lines. These results demonstrate a key role for the proteolytic activity of MALT1 in DLBCL of the ABC subtype, and provide a rationale for the development of pharmacological inhibitors of MALT1 in DLBCL therapy.

Dectin-1 is essential for reverse transcytosis of glycosylated SIgA-antigen complexes by intestinal M cells.

Intestinal microfold (M) cells possess a high transcytosis capacity and are able to transport a broad range of materials including particulate antigens, soluble macromolecules, and pathogens from the intestinal lumen to inductive sites of the mucosal immune system. M cells are also the primary pathway for delivery of secretory IgA (SIgA) to the gut-associated lymphoid tissue. However, although the consequences of SIgA uptake by M cells are now well known and described, the mechanisms whereby SIgA is selectively bound and taken up remain poorly understood. Here we first demonstrate that both the Cα1 region and glycosylation, more particularly sialic acid residues, are involved in M cell-mediated reverse transcytosis. Second, we found that SIgA is taken up by M cells via the Dectin-1 receptor, with the possible involvement of Siglec-5 acting as a co-receptor. Third, we establish that transcytosed SIgA is taken up by mucosal CX3CR1⁺ dendritic cells (DCs) via the DC-SIGN receptor. Fourth, we show that mucosal and systemic antibody responses against the HIV p24-SIgA complexes administered orally is strictly dependent on the expression of Dectin-1. Having deciphered the mechanisms leading to specific targeting of SIgA-based Ag complexes paves the way to the use of such a vehicle for mucosal vaccination against various infectious diseases.

Reliability of methods used for the risk assessment of mixture of micropollutants in aquatic enviromments : from theoretical concepts to field observations

Ces dernières années, de nombreuses recherches ont mis en évidence les effets toxiques des micropolluants organiques pour les espèces de nos lacs et rivières. Cependant, la plupart de ces études se sont focalisées sur la toxicité des substances individuelles, alors que les organismes sont exposés tous les jours à des milliers de substances en mélange. Or les effets de ces cocktails ne sont pas négligeables. Cette thèse de doctorat s'est ainsi intéressée aux modèles permettant de prédire le risque environnemental de ces cocktails pour le milieu aquatique. Le principal objectif a été d'évaluer le risque écologique des mélanges de substances chimiques mesurées dans le Léman, mais aussi d'apporter un regard critique sur les méthodologies utilisées afin de proposer certaines adaptations pour une meilleure estimation du risque. Dans la première partie de ce travail, le risque des mélanges de pesticides et médicaments pour le Rhône et pour le Léman a été établi en utilisant des approches envisagées notamment dans la législation européenne. Il s'agit d'approches de « screening », c'est-à-dire permettant une évaluation générale du risque des mélanges. Une telle approche permet de mettre en évidence les substances les plus problématiques, c'est-à-dire contribuant le plus à la toxicité du mélange. Dans notre cas, il s'agit essentiellement de 4 pesticides. L'étude met également en évidence que toutes les substances, même en trace infime, contribuent à l'effet du mélange. Cette constatation a des implications en terme de gestion de l'environnement. En effet, ceci implique qu'il faut réduire toutes les sources de polluants, et pas seulement les plus problématiques. Mais l'approche proposée présente également un biais important au niveau conceptuel, ce qui rend son utilisation discutable, en dehors d'un screening, et nécessiterait une adaptation au niveau des facteurs de sécurité employés. Dans une deuxième partie, l'étude s'est portée sur l'utilisation des modèles de mélanges dans le calcul de risque environnemental. En effet, les modèles de mélanges ont été développés et validés espèce par espèce, et non pour une évaluation sur l'écosystème en entier. Leur utilisation devrait donc passer par un calcul par espèce, ce qui est rarement fait dû au manque de données écotoxicologiques à disposition. Le but a été donc de comparer, avec des valeurs générées aléatoirement, le calcul de risque effectué selon une méthode rigoureuse, espèce par espèce, avec celui effectué classiquement où les modèles sont appliqués sur l'ensemble de la communauté sans tenir compte des variations inter-espèces. Les résultats sont dans la majorité des cas similaires, ce qui valide l'approche utilisée traditionnellement. En revanche, ce travail a permis de déterminer certains cas où l'application classique peut conduire à une sous- ou sur-estimation du risque. Enfin, une dernière partie de cette thèse s'est intéressée à l'influence que les cocktails de micropolluants ont pu avoir sur les communautés in situ. Pour ce faire, une approche en deux temps a été adoptée. Tout d'abord la toxicité de quatorze herbicides détectés dans le Léman a été déterminée. Sur la période étudiée, de 2004 à 2009, cette toxicité due aux herbicides a diminué, passant de 4% d'espèces affectées à moins de 1%. Ensuite, la question était de savoir si cette diminution de toxicité avait un impact sur le développement de certaines espèces au sein de la communauté des algues. Pour ce faire, l'utilisation statistique a permis d'isoler d'autres facteurs pouvant avoir une influence sur la flore, comme la température de l'eau ou la présence de phosphates, et ainsi de constater quelles espèces se sont révélées avoir été influencées, positivement ou négativement, par la diminution de la toxicité dans le lac au fil du temps. Fait intéressant, une partie d'entre-elles avait déjà montré des comportements similaires dans des études en mésocosmes. En conclusion, ce travail montre qu'il existe des modèles robustes pour prédire le risque des mélanges de micropolluants sur les espèces aquatiques, et qu'ils peuvent être utilisés pour expliquer le rôle des substances dans le fonctionnement des écosystèmes. Toutefois, ces modèles ont bien sûr des limites et des hypothèses sous-jacentes qu'il est important de considérer lors de leur application. - Depuis plusieurs années, les risques que posent les micropolluants organiques pour le milieu aquatique préoccupent grandement les scientifiques ainsi que notre société. En effet, de nombreuses recherches ont mis en évidence les effets toxiques que peuvent avoir ces substances chimiques sur les espèces de nos lacs et rivières, quand elles se retrouvent exposées à des concentrations aiguës ou chroniques. Cependant, la plupart de ces études se sont focalisées sur la toxicité des substances individuelles, c'est à dire considérées séparément. Actuellement, il en est de même dans les procédures de régulation européennes, concernant la partie évaluation du risque pour l'environnement d'une substance. Or, les organismes sont exposés tous les jours à des milliers de substances en mélange, et les effets de ces "cocktails" ne sont pas négligeables. L'évaluation du risque écologique que pose ces mélanges de substances doit donc être abordé par de la manière la plus appropriée et la plus fiable possible. Dans la première partie de cette thèse, nous nous sommes intéressés aux méthodes actuellement envisagées à être intégrées dans les législations européennes pour l'évaluation du risque des mélanges pour le milieu aquatique. Ces méthodes sont basées sur le modèle d'addition des concentrations, avec l'utilisation des valeurs de concentrations des substances estimées sans effet dans le milieu (PNEC), ou à partir des valeurs des concentrations d'effet (CE50) sur certaines espèces d'un niveau trophique avec la prise en compte de facteurs de sécurité. Nous avons appliqué ces méthodes à deux cas spécifiques, le lac Léman et le Rhône situés en Suisse, et discuté les résultats de ces applications. Ces premières étapes d'évaluation ont montré que le risque des mélanges pour ces cas d'étude atteint rapidement une valeur au dessus d'un seuil critique. Cette valeur atteinte est généralement due à deux ou trois substances principales. Les procédures proposées permettent donc d'identifier les substances les plus problématiques pour lesquelles des mesures de gestion, telles que la réduction de leur entrée dans le milieu aquatique, devraient être envisagées. Cependant, nous avons également constaté que le niveau de risque associé à ces mélanges de substances n'est pas négligeable, même sans tenir compte de ces substances principales. En effet, l'accumulation des substances, même en traces infimes, atteint un seuil critique, ce qui devient plus difficile en terme de gestion du risque. En outre, nous avons souligné un manque de fiabilité dans ces procédures, qui peuvent conduire à des résultats contradictoires en terme de risque. Ceci est lié à l'incompatibilité des facteurs de sécurité utilisés dans les différentes méthodes. Dans la deuxième partie de la thèse, nous avons étudié la fiabilité de méthodes plus avancées dans la prédiction de l'effet des mélanges pour les communautés évoluant dans le système aquatique. Ces méthodes reposent sur le modèle d'addition des concentrations (CA) ou d'addition des réponses (RA) appliqués sur les courbes de distribution de la sensibilité des espèces (SSD) aux substances. En effet, les modèles de mélanges ont été développés et validés pour être appliqués espèce par espèce, et non pas sur plusieurs espèces agrégées simultanément dans les courbes SSD. Nous avons ainsi proposé une procédure plus rigoureuse, pour l'évaluation du risque d'un mélange, qui serait d'appliquer d'abord les modèles CA ou RA à chaque espèce séparément, et, dans une deuxième étape, combiner les résultats afin d'établir une courbe SSD du mélange. Malheureusement, cette méthode n'est pas applicable dans la plupart des cas, car elle nécessite trop de données généralement indisponibles. Par conséquent, nous avons comparé, avec des valeurs générées aléatoirement, le calcul de risque effectué selon cette méthode plus rigoureuse, avec celle effectuée traditionnellement, afin de caractériser la robustesse de cette approche qui consiste à appliquer les modèles de mélange sur les courbes SSD. Nos résultats ont montré que l'utilisation de CA directement sur les SSDs peut conduire à une sous-estimation de la concentration du mélange affectant 5 % ou 50% des espèces, en particulier lorsque les substances présentent un grand écart- type dans leur distribution de la sensibilité des espèces. L'application du modèle RA peut quant à lui conduire à une sur- ou sous-estimations, principalement en fonction de la pente des courbes dose- réponse de chaque espèce composant les SSDs. La sous-estimation avec RA devient potentiellement importante lorsque le rapport entre la EC50 et la EC10 de la courbe dose-réponse des espèces est plus petit que 100. Toutefois, la plupart des substances, selon des cas réels, présentent des données d' écotoxicité qui font que le risque du mélange calculé par la méthode des modèles appliqués directement sur les SSDs reste cohérent et surestimerait plutôt légèrement le risque. Ces résultats valident ainsi l'approche utilisée traditionnellement. Néanmoins, il faut garder à l'esprit cette source d'erreur lorsqu'on procède à une évaluation du risque d'un mélange avec cette méthode traditionnelle, en particulier quand les SSD présentent une distribution des données en dehors des limites déterminées dans cette étude. Enfin, dans la dernière partie de cette thèse, nous avons confronté des prédictions de l'effet de mélange avec des changements biologiques observés dans l'environnement. Dans cette étude, nous avons utilisé des données venant d'un suivi à long terme d'un grand lac européen, le lac Léman, ce qui offrait la possibilité d'évaluer dans quelle mesure la prédiction de la toxicité des mélanges d'herbicide expliquait les changements dans la composition de la communauté phytoplanctonique. Ceci à côté d'autres paramètres classiques de limnologie tels que les nutriments. Pour atteindre cet objectif, nous avons déterminé la toxicité des mélanges sur plusieurs années de 14 herbicides régulièrement détectés dans le lac, en utilisant les modèles CA et RA avec les courbes de distribution de la sensibilité des espèces. Un gradient temporel de toxicité décroissant a pu être constaté de 2004 à 2009. Une analyse de redondance et de redondance partielle, a montré que ce gradient explique une partie significative de la variation de la composition de la communauté phytoplanctonique, même après avoir enlevé l'effet de toutes les autres co-variables. De plus, certaines espèces révélées pour avoir été influencées, positivement ou négativement, par la diminution de la toxicité dans le lac au fil du temps, ont montré des comportements similaires dans des études en mésocosmes. On peut en conclure que la toxicité du mélange herbicide est l'un des paramètres clés pour expliquer les changements de phytoplancton dans le lac Léman. En conclusion, il existe diverses méthodes pour prédire le risque des mélanges de micropolluants sur les espèces aquatiques et celui-ci peut jouer un rôle dans le fonctionnement des écosystèmes. Toutefois, ces modèles ont bien sûr des limites et des hypothèses sous-jacentes qu'il est important de considérer lors de leur application, avant d'utiliser leurs résultats pour la gestion des risques environnementaux. - For several years now, the scientists as well as the society is concerned by the aquatic risk organic micropollutants may pose. Indeed, several researches have shown the toxic effects these substances may induce on organisms living in our lakes or rivers, especially when they are exposed to acute or chronic concentrations. However, most of the studies focused on the toxicity of single compounds, i.e. considered individually. The same also goes in the current European regulations concerning the risk assessment procedures for the environment of these substances. But aquatic organisms are typically exposed every day simultaneously to thousands of organic compounds. The toxic effects resulting of these "cocktails" cannot be neglected. The ecological risk assessment of mixtures of such compounds has therefore to be addressed by scientists in the most reliable and appropriate way. In the first part of this thesis, the procedures currently envisioned for the aquatic mixture risk assessment in European legislations are described. These methodologies are based on the mixture model of concentration addition and the use of the predicted no effect concentrations (PNEC) or effect concentrations (EC50) with assessment factors. These principal approaches were applied to two specific case studies, Lake Geneva and the River Rhône in Switzerland, including a discussion of the outcomes of such applications. These first level assessments showed that the mixture risks for these studied cases exceeded rapidly the critical value. This exceeding is generally due to two or three main substances. The proposed procedures allow therefore the identification of the most problematic substances for which management measures, such as a reduction of the entrance to the aquatic environment, should be envisioned. However, it was also showed that the risk levels associated with mixtures of compounds are not negligible, even without considering these main substances. Indeed, it is the sum of the substances that is problematic, which is more challenging in term of risk management. Moreover, a lack of reliability in the procedures was highlighted, which can lead to contradictory results in terms of risk. This result is linked to the inconsistency in the assessment factors applied in the different methods. In the second part of the thesis, the reliability of the more advanced procedures to predict the mixture effect to communities in the aquatic system were investigated. These established methodologies combine the model of concentration addition (CA) or response addition (RA) with species sensitivity distribution curves (SSD). Indeed, the mixture effect predictions were shown to be consistent only when the mixture models are applied on a single species, and not on several species simultaneously aggregated to SSDs. Hence, A more stringent procedure for mixture risk assessment is proposed, that would be to apply first the CA or RA models to each species separately and, in a second step, to combine the results to build an SSD for a mixture. Unfortunately, this methodology is not applicable in most cases, because it requires large data sets usually not available. Therefore, the differences between the two methodologies were studied with datasets created artificially to characterize the robustness of the traditional approach applying models on species sensitivity distribution. The results showed that the use of CA on SSD directly might lead to underestimations of the mixture concentration affecting 5% or 50% of species, especially when substances present a large standard deviation of the distribution from the sensitivity of the species. The application of RA can lead to over- or underestimates, depending mainly on the slope of the dose-response curves of the individual species. The potential underestimation with RA becomes important when the ratio between the EC50 and the EC10 for the dose-response curve of the species composing the SSD are smaller than 100. However, considering common real cases of ecotoxicity data for substances, the mixture risk calculated by the methodology applying mixture models directly on SSDs remains consistent and would rather slightly overestimate the risk. These results can be used as a theoretical validation of the currently applied methodology. Nevertheless, when assessing the risk of mixtures, one has to keep in mind this source of error with this classical methodology, especially when SSDs present a distribution of the data outside the range determined in this study Finally, in the last part of this thesis, we confronted the mixture effect predictions with biological changes observed in the environment. In this study, long-term monitoring of a European great lake, Lake Geneva, provides the opportunity to assess to what extent the predicted toxicity of herbicide mixtures explains the changes in the composition of the phytoplankton community next to other classical limnology parameters such as nutrients. To reach this goal, the gradient of the mixture toxicity of 14 herbicides regularly detected in the lake was calculated, using concentration addition and response addition models. A decreasing temporal gradient of toxicity was observed from 2004 to 2009. Redundancy analysis and partial redundancy analysis showed that this gradient explains a significant portion of the variation in phytoplankton community composition, even when having removed the effect of all other co-variables. Moreover, some species that were revealed to be influenced positively or negatively, by the decrease of toxicity in the lake over time, showed similar behaviors in mesocosms studies. It could be concluded that the herbicide mixture toxicity is one of the key parameters to explain phytoplankton changes in Lake Geneva. To conclude, different methods exist to predict the risk of mixture in the ecosystems. But their reliability varies depending on the underlying hypotheses. One should therefore carefully consider these hypotheses, as well as the limits of the approaches, before using the results for environmental risk management

The 2013 Arvid Wretlind lecture: evolving concepts in parenteral nutrition.

Fifty years after the clinical introduction of total parenteral nutrition (TPN) the Arvid Wretlind lecture is an opportunity to critically analyse the evolution and changes that have marked its development and clinical use. The standard crystalline amino acid solutions, while devoid of side effects, remain incomplete regarding their composition (e.g. glutamine). Lipid emulsions have evolved tremendously and are now included in bi- and tri-compartmental feeding bags enabling a true "total" PN provided daily micronutrients are prescribed. The question of exact individual energy, macro- and micro-nutrient requirements is still unsolved. Many complications attributed to TPN are in fact the consequence of under- or over-feeding: the historical hyperalimentation concept is the main cause, along with the use of fixed weight based predictive equations (incorrect in 70% of the critically ill patients). In the late 80's many complications (hyperglycemia, sepsis, fatty liver, exacerbation of inflammation, mortality) were attributed to TPN leading to its near abandon in favour of enteral nutrition (EN). Enteral feeding, although desirable for many reasons, is difficult causing a worldwide recurrence of malnutrition by insufficient feed delivery. TPN indications have evolved towards its use either alone or in combination with EN: several controversial trials published 2011-13 have investigated TPN timing, an issue which is not yet resolved. The initiation time varies according to the country between admission (Australia and Israel), day 4 (Swiss) and day 7 (Belgium, USA). The most important issue may prove to be and individualized and time dependent prescription of feeding route, energy and substrates.