Arginase as a marker of disease severity in human leishmaniasis

The leishmaniases are a group of diseases transmitted by the bite of Leishmania infected female phlebotomine sand flies. The diseases occur in different forms: localized, diffuse and muco-cutaneous leishmaniasis, and visceral leishmaniasis (VL). Inside macrophages, the main host cells of the obligate intracellular Leishmania parasites, nitric oxide synthase and arginase can regulate parasite killing or growth. In experimental leishmaniasis, we previously reported that non-healing disease is associated with higher arginase activity at site of pathology, correlating with local suppression of T cell function. To test whether these data translate to human leishmaniasis, the following study was initiated: I first tested the hypothesis that local suppression of T cell responses observed in persistent CL is associated with arginase induced L-arginine depletion. The results showed that arginase activity is increased at site of pathology compared to peripheral blood mononuclear cells (PBMCs) of LCL patients and intact skin of healthy controls. The phenotype of arginase expressing cells was identified in both compartments as CD15+ CD14|0W low-density granulocytes (LDGs). Finally, high arginase activity at site of pathology observed in cutaneous lesions of patients coincides with downregulation of CD3Ç, CD4 and CD8 molecules in CD4+ and CD8+ T cells at site of pathology. We concluded that increased arginase levels in lesions of LCL patients might contribute to CL pathogenesis by impairing T cell effector function at site of pathology. Next, it was tested whether arginase, an enzyme associated with immunosuppression, is higher in patients with VL and contributes to impaired T cell function through depletion of L- arginine. The results showed that higher level of arginase activity in the PBMC coincides with active phase of VL. Cells expressing arginase in PBMCs were also found to be LDGs. Importantly, increased arginase activity and frequency of degranulated neutrophils coincided with lower plasma L-arginine levels. Furthermore, downregulation of CD3Ç, in T cells correlated with low plasma arginine levels. VL/HIV co-infection is a frequently reported leishmaniasis complication in Ethiopia associated with poor prognosis, with up to 40% mortality rate and high relapse rate. Arginase activity was significantly increased in PBMCs and plasma of VL patients co-infected with HIV than in those having VL alone. Similarly, cells expressing arginase in PBMCs were found to be LDGs. In summary, the results presented here show that increased arginase activity is a marker of disease severity in human leishmaniasis with and without HIV; further, these results suggest that arginase mediated L-arginine depletion may inhibit T cell function and contribute to impaired control of infection. - Les leishmanioses sont un groupe de maladies transmises par la piqûre de mouches des sables femelles, appelées phlébotomes, ayant été infectées par Leishmania. Les maladies se manifestent sous différentes formes: la leishmaniose cutanée localisée, la leishmaniose diffuse et mucocutanée et la leishmaniose viscérale (LV). A l'intérieur des macrophages, les principales cellules hôtes des parasites, l'oxyde nitrique synthase et l'arginase, peuvent contrôler, soit la mort du parasite, soit sa croissance. Pour la leishmaniose expérimentale, nous avons déjà rapporté que le développement de lesions qui ne guérissent pas est associé à une activité plus grande d'arginase au site d'infection, en corrélation avec la suppression locale de la fonction des cellules T. Pour vérifier si ces données pouvaient s'appliquer à la leishmaniose humaine, j'ai d'abord vérifié l'hypothèse selon laquelle la suppression locale des réponses des cellules T observée dans la CL persistante, est associée à la la diminution de L- arginine induite par l'arginase. Les résultats ont montré que l'activité arginase est augmentée au site d'infection, par rapport aux cellules mononucléées du sang périphérique (CMSP) de patients LCL et à la peau intacte des contrôles sains. Le phénotype de cellules exprimant l'arginase a été identifié dans les deux compartiments comme des granulocytes CD15+ et CD 14" de basse densité (LDG). Enfin, l'activité arginase élevée au site de la pathologie, observée dans les lésions cutanées de patients, coïncide avec la reduction dde l'expression des molécules CD3Ç, CD4 et CD8 dans les cellules T CD4+ et CD8+ au site de pathologie . Nous avons conclu que l'augmentation des niveaux d'arginase dans les lésions de patients LCL pourrait contribuer à la pathogenèse de la CL, en altérant la fonction effectrice des celllules T au site de la pathologie. Ensuite, nous avons vérifié si l'arginase, une enzyme associée à l'immunosuppression, était plus élevée chez les patients atteints de VL et si elle contribuait à la mauvaise fonction des cellules T par la depletion en L-arginine. Les résultats ont montré qu'un niveau plus élevé de l'activité arginase dans les PBMC correspond à la phase active de la VL. Les cellules exprimant l'arginase dans les CMSP se sont révélées à être de type LDG . Il est important de souligner que l'augmentation de l'activité arginase et la fréquence des neutrophiles dégranulés a coïncidé avec des niveaux inférieurs de L-arginine plasmatique. En outre, la suppression de CD3Ç dans les cellules T correlle avec de faibles niveaux d'arginine plasmatique . Il a été fréquement rapporté que la co-infection VL/VIH est une complication de la leishmaniose en Ethiopie, associée à un mauvais prognostic, un taux de mortalité pouvant atteindre 40% et un pourcentage élevé de rechutes. L'activité de l'arginase a beaucoup plus augmentée dans les CMSP et le plasma de patients atteints de VL et co-infectés par le VIH, que chez ceux seulement attaints de VL. De même, les cellules exprimant l'arginase dans les CMSP sont aussi des LDG. En résumé, les résultats présentés ici montrent que l'augmentation de l'activité de l'arginase est un marqueur de gravité de la la leishmaniose humaine, avec ou sans VIH ; en outre, ces résultats suggèrent que la déplétion de L-arginine par l'arginase pourrait inhiber la fonction des cellules T et contribuer à un contrôle réduit de l'infection. - Les Leishmanioses sont des maladies parasitaires transmises par la piqûre d'une mouche des sables femelle (phlébotome) infectée par Leishmania. La maladie se manifeste sous différentes formes cliniques : la leishmaniose viscérale, une maladie progressive mortelle en l'absence de traitement, la leishmaniose muco-cutanée (MCL), la leishmaniose cutanée diffuse (LCD ) maladie mutilante, qui peut être de longue durée et la leishmaniose cutanée localisée maladie dont on guérit mais laissant une cicatrice inesthétique à vie. La maladie est largement répandue, elle affecte les populations les plus pauvres dans 98 pays et 350 millions de personnes à risque. Globalement on estime à 500.000 les nouveaux cas de la forme viscérale et 1-1.5 million ceux de la leishmaniose cutanée. La leishmaniose est fortement endémique en Ethiopie et se manifeste dans les formes viscérale et cutanée. Le parasite Leishmania infecte et se multiplie dans les cellules du système immunitaire, principalement les macrophages. Les macrophages sont capables de tuer le parasite Leishmania s'ils reçoivent des instructions correctes de la part d'autres cellules du système immunitaire, les lymphocytes. Les macrophages expriment deux enzymes importants, appelés oxide nitrique synthase inductible (iNOS ) et l'arginase, qui sont respectivement associés à la promotion de la mort du parasite et la multiplication. L'enzyme iNOS présent dans les macrophages métabolise l'arginine afin de générer de l'oxyde d'azote (NO) , une molécule effectrice nécessaire pour tuer le parasite . Au contraire, lorsque les macrophages sont activés d'une certaine manière conduisant à l'augmention de la régulation de l'arginase, ils métabolisent l'arginine en polyamines qui favorisent la croissance du parasite. Au cours du développement de la leishmaniose, les lymphocytes ne parviennent pas à transmettre aux macrophages les signaux nécessaires pour tuer le parasite. Les mécanismes cellulaires qui sont la cause de ce défaut, ne sont pas bien compris. En utilisant des modèles animaux, nous avons montré la régulation à la hausse de l'arginase au site de la pathologie, qui s'est traduit par l'altération de la fonction effectrice des lymphoctes. Nous avons initié des études de leishmaniose humaine en Ethiopie afin d'identifier le rôle de l'arginase dans la sévérité de la maladie. Nos résultats montrent, que l'arginase est fortement augmentée dans la lésion des patients CL, et dans le sang des patients VL et ceux co-infectés par VL / VIH. Le niveau d' arginase régulée à la hausse coincide avec l'expression inférieure d'une molécule de signalisation dans les lymphocytes, qui est essentielle à leur bon fonctionnement. En VL actif, l'augmentation d'arginase se traduit par la diminution de l'arginine qui est indispensable à la synthèse de NO et au bon fonctionnement des lymphocytes. Ainsi, l'incapacité des lymphocytes à envoyer des signaux adéquats aux macrophages pourrait être due à la suppression de l'arginine.

Surgical site infections in colon surgery: the patient, the procedure, the hospital, and the surgeon.

Objective: To determine the role of the surgeon in the occurrence of surgical site infection (SSI) following colon surgery, with respect to his or her adherence to guidelines and his or her experience.Design, Setting, and Patients: Prospective cohort study of 2393 patients who underwent colon surgery performed by 31 surgeons in 9 secondary and tertiary care public Swiss hospitals, recruited from a surveillance program for SSI between March 1, 1998, and December 31, 2008, and followed up for 1 month after their operation.Main Outcome Measures: Risk factors for SSI were identified in univariate and multivariate analyses that included the patients' and procedures' characteristics, the hospitals, and the surgeons as candidate covariates. Correlations were sought between surgeons' individual adjusted risks, their self-reported adherence to guidelines, and the delay since their board certification.Results: A total of 428 SSIs (17.9%) were identified, with hospital rates varying from 4.0% to 25.2% and individual surgeon rates varying from 3.7% to 36.1%. Features of the patients and procedures associated with SSI in univariate analyses were male sex, age, American Society of Anesthesiologists score, contamination class, operation duration, and emergency procedure. Correctly timed antibiotic prophylaxis and laparoscopic approach were protective. Multivariate analyses adjusting for these features and for the hospitals found 4 surgeons with higher risk of SSI (odds ratio [OR] = 2.37, 95% confidence interval [CI], 1.51-3.70; OR = 2.19, 95% CI, 1.41-3.39; OR = 2.15, 95% CI, 1.02-4.53; and OR = 1.97, 95% CI, 1.18-3.30) and 2 surgeons with lower risk of SSI (OR = 0.43, 95% CI, 0.19-0.94; and OR = 0.19, 95% CI, 0.04-0.81). No correlation was found between surgeons' individual adjusted risks and their adherence to guidelines or their experience.Conclusion: For reasons beyond adherence to guidelines or experience, the surgeon may constitute an independent risk factor for SSI after colon surgery.

GENETIC AND BIOCHEMICAL ANALYSIS OF THE TESTIS-SPECIFIC ZINC FINGER PROTEIN CTCFL/BORIS

Abstract en FrançaisCTCFL a d'abord été identifié comme un paralogue de la protéine ubiquitaire CTCF en raison de sa forte homologie entre leurs onze « zinc fingers », un domaine de liaison à l'ADN. Parmi ses nombreux rôles, la liaison des zinc fingers de CTCF à la région de contrôle de l'empreinte (ICR) maternelle non-méthylée Igf2/H19, contrôle l'expression empreinte (monoallélique) de H19 et IGF2 dans les cellules somatiques. La méthylation de l'ICR Igf2/H19 paternelle est nécessaire à l'expression empreinte de ces deux gènes. Bien que le mécanisme par lequel l'ICR est méthylé soit mal compris, il est connu que l'établissement de la méthylation se produit pendant le développement des cellules germinales mâles et que les ADN méthyltransférases de novo DNMT3A et DNMT3L sont essentiels. Par conséquent, CTCFL fournit un bon candidat pour un rôle dans la méthylation de l'ICR paternelle Igf2/H19 en raison de son expression restreinte à certains types de cellules où la méthylation de l'ICR a lieu (spermatogonies et spermatocytes) ainsi qu'en raison sa capacité à lier les ICR lgf2/HÎ9 dans ces cellules. Les premiers travaux expérimentaux de cette thèse portent sur le rôle possible des mutations de CTCFL chez les patients atteints du syndrome de Silver-Russell (SRS), où une diminution de la méthylation de l'ICR IGF2/H19 a été observée chez 60% d'entre eux. Admettant que CTCFL pourrait être muté chez ces patients, j'ai examiné les mutations possibles de CTCFL chez 35 d'entre eux par séquençage de l'ADN et analyse du nombre de copies d'exons. N'ayant trouvé aucune mutation chez ces patients, cela suggère que les mutations de CTCFL ne sont pas associées au SRS. Les travaux expérimentaux suivants ont porté sur les modifications post-traductionnelles de CTCFL par la protéine SU MO « small ubiquitin-like modifier » (SUMO). La modification de protéines par SU MO change les interactions avec d'autres molécules (ADN ou protéines). Comme CTCFL régule sans doute l'expression d'un certain nombre de gènes dans le cancer et que plusieurs facteurs de transcription sont régulés par SUMO, j'ai mené des expériences pour déterminer si CTCFL est sumoylé. En effet, j'ai observé que CTCFL est sumoylated in vitro et in vivo et j'ai déterminé les deux résidus d'attachement de SUMO aux lysines 181 et 645. Utilisant les mutants de CTCFL K181R et K645R ne pouvant pas être sumoylated, j'ai évalué les conséquences fonctionnelles de la modification par SUMO. Je n'ai trouvé aucun changement significatif dans la localisation subcellulaire, la demi-vie ou la liaison à l'ADN, mais ai constaté que la sumoylation module à la fois {'activation CTCFL-dépendante et la répression de l'expression génique. Il s'agit de la première modification post-traductionnelle décrite pour CTCFL et les conséquences possibles de cette modification sont discutées pour le cancer et les testicules normaux. Avec cette thèse, j'espère avoir ajouté des résultats importants à l'étude de CTCFL et donné quelques idées pour de futures recherches.AbstractJeremiah Bernier-Latmani, Institute of Pathology, University of Lausanne, CHUVCTCFL was first identified as a paralog of the ubiquitous protein CTCF because of high homology between their respective eleven zinc fingers, a DNA binding domain. Among its many roles, CTCF zinc finger-mediated binding to the unmethylated maternal Igf2/H19 imprinting control region (ICR), controls the imprinted (monoallelic) expression of Igf2 and H19 in somatic cells. Methylation of the paternal Igf2/H19 ICR is necessary for the imprinted expression of the two genes. Although the mechanism by which the ICR is methylated is incompletely understood, it is known that establishment of methylation occurs during male germ cell development and the de novo DNA methyltransferases DNMT3A and DNMT3L are essential. Therefore, CTCFL provided a good candidate to play a role in methylation of the paternal Igf2/H19 ICR because of its restricted expression to cell types where ICR methylation takes place (spermatogonia and spermatocytes) and its ability to bind the Igf2/H19 ICR in these cells. The first experimental work of this thesis investigated the possible role of CTCFL mutations in Silver-Russell syndrome (SRS) patients, where it has been observed that 60% of the patients have reduced methylation of the IGF2/HÎ9 ICR. Reasoning that CTCFL could be mutated in these patients, I screened 35 patients for mutations in CTCFL by DNA sequencing and exon copy number analysis, I did not find any mutations in these patients suggesting that mutations of CTCFL are not associated with SRS. The next experimental work of my thesis focused on posttranslational modification of CTCFL by small ubiquitin-like modifier (SUMO) protein. SUMO modification of proteins changes the interactions with other molecules (DNA or protein). As CTCFL arguably regulates the expression of a number of genes in cancer and many transcription factors are regulated by SUMO, I conducted experiments to assess whether CTCFL is sumoylated. I found that CTCFL is sumoylated in vitro and in vivo and determined the two residues of SUMO attachment to be lysines 181 and 645. Using K181R, K645R mutated CTCFL- which cannot be detected to be sumoylated-1 assessed the functional consequences of SUMO modification. I found no significant changes in subcellular localization, half-life or DNA binding, but found that sumoylation modulates both CTCFL-dependent activation and repression of gene expression. This is the first posttranslational modification described for CTCFL and possible consequences of this modification are discussed in both cancer and normal testis. With this thesis, I hope I have added important findings to the study of CTCFL and provide some ideas for future research.

Evolution of intraspecific variation : a comparative phylogenetic approach

Understanding the evolution of intraspecific variance is a major research question in evolutionary biology. While its importance to processes operating at individual and population levels is well-documented, much less is known about its role in macroevolutionary patterns. Nevertheless, both experimental and theoretical evidence suggest that the intraspecific variance is susceptible to selection, can transform into interspecific variation and, therefore, is crucial for macroevolutionary processes. The main objectives of this thesis were: (l) to investigate which factors impact evolution of intraspecific variation in Polygonaceae and determine if evolution of intraspecific variation influences species diversification; and (2) to develop a novel comparative phylogenetic method to model evolution of intraspecific variation. Using the buckwheat family, Polygonaceae, as a study system, I demonstrated which life-history and ecological traits are relevant to the evolution of intraspecific variation. I analyzed how differential intraspecific variation drives species diversification patterns. I showed with computer simulations the shortcomings of existing comparative methods with respect to intraspecific variation. I developed a novel comparative model that readily incorporates the intraspecific variance into phylogenetic comparative methods. The obtained results are complimentary, because they affect both empirical and methodological aspects of comparative analysis. Overall, I highlight that intraspecific variation is an important contributor to the macroevolutionary patterns and it should be explicitly considered in the comparative phylogenetic analysis. - En biologie évolutive comprendre l'évolution de la variance intraspécifique est un axe de recherche majeur. Bien que l'importance de cette variation soit bien documentée au niveau individuel et populationnel, on en sait beaucoup moins sur son rôle au niveau macroévolutif. Néanmoins, des preuves expérimentales et théoriques suggèrent que la variance intraspécifique est sensible à la sélection et peut se transformer en variation interspécifique. Par conséquent, elle est cruciale pour mieux comprendre les processus macroévolutifs. Les principaux objectifs de ma thèse étaient : (i) d'enquêter sur les facteurs qui affectent l'évolution de la variation intraspécifique chez les Polygonaceae et de déterminer si l'évolution de cette dernière influence la diversification des espèces, et (2) de développer une nouvelle méthode comparative permettant de modéliser l'évolution de la variation intraspécifique dans un cadre phylogénétique. En utilisant comme système d'étude la famille du sarrasin, les Polygonacées, je démontre que les traits d'histoire de vie sont pertinents pour comprendre l'évolution de la variation intraspécifique. J'ai également analysé l'influence de la variation intraspécifique au niveau de la diversification des espèces. J'ai ensuite démontré avec des données simulées les limites des méthodes comparatives existantes vis à vis de la variation intraspécifique. Finalement, j'ai développé un modèle comparatif qui intègre facilement la variance intraspécifique dans les méthodes comparatives phylogénétiques existantes. Les résultats obtenus lors de ma thèse sont complémentaires car ils abordent aspects empiriques et méthodologiques de l'analyse comparative. En conclusion, je souligne que la variation intraspécifique est un facteur important en macroévolution et qu'elle doit être explicitement considérée lors d'analyses comparatives phylogénétiques.

Forme e funzioni del coro tragico in Italia (1524-1824)

Ce travail n'a pas pour but d'établir une histoire du choeur tragique pour ainsi dire 'd'anthologie', mais bien plutôt de tracer un parcours sélectif et dynamique, en suivant l'évolution de ses formes et de ses fonctions dans la tragédie italienne, à partir du début du XVIe siècle jusqu' à la production alfiérienne et au retour du choeur dans le théâtre de Manzoni ; à cela s'ajoute un exercice en dehors du genre dramatique tel que le Dialogo di Federico Ruysch e delle sue mummie dans les Operette morali di Giacomo Leopardi. Dans la première partie - la plus ample et complexe, portant sur l'emploi du choeur dans la tragédie de la Renaissance - on essaye de cerner le contexte qui favorise la persistance d'un espace choral en examinant plusieurs commentaires de la Poétique aristotélicienne, et des essais de théorie dramaturgique comme Della poesia rappresentativa de Angelo Ingegneri, ou le Discorso intorno al comporre de Giambattista Giraldi Cinzio. À côté de la discussion sur le rôle du choeur on envisage aussi le profil formel des sections chorales, en s'appuyant sur l'analyse métrique, dans le cadre plus général du 'petrarchismo metrico', et en particulier de la réception de la chanson pétrarquesque. Interroger la présence de trois constantes thématiques - par exemple la forme de l'hymne à Éros - signifie en suite relever l'importance de Sophocle pour le théâtre de la Renaissance dans la perspective du choeur. Cette première section est complétée par un chapitre entièrement consacré à Torquato Tasso et à son Re Torrismondo, qui présente un troisième chant choral de grande épaisseur philosophique, central dans l'économie du drame et analysé ici à travers un exercice de lecture qui utilise à la fois les instruments de la stylistique, de l'intertextualité, et de l'intratextualité concernant l'entier corpus poétique et philosophique tassien, de ses Rime aux Dialoghi. La deuxième section, qui commence par une exploration théorique de la question du choeur, conduite par exemple sur les textes de Paolo Beni e Tommaso Campanella, a pour cible principale de expliquer comment le choeur assume le rôle d'un vrai 'personnage collectif' dans le théâtre de Federico Della Valle : un choeur bien installé dans l'action tragique, mais conservant au même temps les qualités lyriques et philosophiques d'un chant riche de mémoire culturelle et intertextuelle, de la Phaedra de Sénèque à la Commedia dantesque dans la Reina di Scozia, centre principal de l'analyse et coeur du catholicisme contreréformiste dellavallien. Dans la troisième partie le discours se concentre sur les formes de la métamorphose, pour ainsi dire, du choeur : par exemple la figure du confident, conçu comme un substitut du groupe choral dans les discussions des théoriciens et des auteurs français - voir Corneille, D'Aubignac, Dacier - et italiens, de Riccoboni à Calepio et Maffei. Cependant dans cette section il est surtout question de la définition de l'aria mélodramatique compris comme le 'nouveau choeur' des Modernes, formulée par Ranieri Calzabigi et par Metastasio. Il s'agit donc ici de mettre en relation l'élaboration théorique contenue dans la Dissertazione de Calzabigi et dans l'Estratto de l'Arte poetica de Metastasio avec le premier et unique essai tragique de jeunesse de ce dernier, le Giustino, et le livret de son Artaserse. On essaye de montrer le profond lien entre l'aria et l'action dramatique : donc c'est le dramma musicale qui est capable d'accueillir la seule forme de choeur - l'aria - encore possible dans le théâtre moderne, tandis que le choeur proprement tragique est désormais considéré inutilisable et pour ainsi dire hors-contexte (sans toutefois oublier qu'à la fin du siècle Vittorio Alfieri essayait de ne pas renoncer au choeur dans sa traduction des Perses d'Eschyle ; et surtout dans un essai tragique comme l'Alceste seconda ou dans sa tramelogedia, l'Abele). Comme conclusion une section contenant des remarques qui voudrait juste indiquer trois possibles directions de recherche ultérieure : une comparaison entre Manzoni et Leopardi - dans la perspective de leur intérêt pour le choeur et de la différence entre le sujet lyrique manzonien et celui léopardien ; une incursion dans le livret du mélodrame verdien, afin de comprendre la fonction du choeur manzonien et sa persistance dans le texte pour l'opéra ; et enfin quelque note sur la réception du choeur manzonien et du Coro di morti léopardien dans le XXe siècle, en assumant comme point d'observation la poésie de Carlo Michelstaedter, Andrea Zanzotto et Franco Fortini. Il lavoro non intende tracciare una storia 'da manuale' del coro tragico, ma piuttosto indicare un percorso selettivo e dinamico, seguendo l'evoluzione delle sue forme e delle sue funzioni nella tragedia italiana, a partire dall'inizio del sedicesimo secolo per arrivare alla produzione alfieriana e al ritorno del coro nel teatro di Manzoni; a ciò si aggiunge una prova estranea al genere drammatico come il Dialogo di Federico Ruysch e delle sue mummie nelle Operette morali di Giacomo Leopardi. Nella prima parte - la più ampia e complessa, riguardante l'impiego del coro nella tragedia rinascimentale - si cerca di ricostruire il contesto che favorisce la persistenza dello spazio corale attraverso l'esame di diversi commenti alla Poetica aristotelica, e di alcuni saggi di teoria drammaturgica come Della poesia rappresentativa di Angelo Ingegneri, o il Discorso intorno al comporre di Giambattista Giraldi Cinzio. La discussione sul ruolo del coro è affiancata dall'esame del profilo formale delle sezioni corali, grazie a un'indagine metrica nel quadro del più ampio petrarchismo metrico cinquecentesco, e in particolare nel quadro della ricezione della formacanzone petrarchesca. Interrogare la presenza di tre costanti tematiche - per esempio la forma dell'inno a Eros - significherà in seguito rilevare l'importanza di Sofocle per il teatro rinascimentale anche nella prospettiva angolata del coro. Questa prima sezione è completata da un capitolo interamente dedicato a Torquato Tasso e al suo Re Torrismondo, che presenta un terzo canto corale di grande spessore stilistico e filosofico, centrale nell'economia del dramma e analizzato qui attraverso un esercizio di lettura che si serve degli strumenti della stilistica e dell'intertestualità, oltre che del rapporto intratestuale fra i vari luoghi del corpus tassiano, dalle Rime ai suoi Dialoghi. La seconda sezione, che si avvia con un'esplorazione teorica della questione del coro nel Seicento - condotta per esempio sui testi di Paolo Beni e Tommaso Campanella - ha per fulcro la descrizione di un coro quale 'personaggio collettivo' nelle tragedie di Federico Della Valle: un coro ben inserito nell'azione tragica, ma che conserva allo stesso tempo le qualità liriche e filosofiche di un canto ricco di memoria culturale e intertestuale, dalla Fedra di Seneca alla Commedia dantesca, nella sua Reina di Scozia, centro dell'analisi e cardine del cattolicesimo controriformista dellavalliano. Nella terza sezione il discorso si concentra sulle forme della metamorfosi, per così dire, del coro: per esempio la figura del confidente, interpretato come un sostituto del gruppo corale nelle discussioni di teorici e autori francesi - Corneille, D'Aubignac, Dacier - e italiani, da Riccoboni a Calepio e Maffei. Ma qui ci si rivolge anzitutto alla definizione dell'aria melodrammatica, sentita quale 'nuovo coro' dei Moderni da Ranieri Calzabigi e Pietro Metastasio. Si tratterà dunque di mettere in relazione l'elaborazione teorica svolta nella Dissertazione di Calzabigi e nell'Estratto dell'arte poetica di Metastasio con il primo e unico - e giovanile - tentativo tragico di quest'ultimo, il Giustino, e con il libretto del suo Artaserse. L'intenzione è quella di mostrare il profondo legame tra l'aria e l'azione drammatica: è perciò il dramma musicale che è capace di accogliere la sola forma di coro - l'aria - ancora possibile nel teatro moderno, mentre il vero e proprio coro tragico si rassegna ormai a essere considerato inutile e per così dire fuori contesto (senza dimenticare, tuttavia, che al chiudersi del secolo Vittorio Alfieri tentava di non rinunciare al coro nella sua traduzione dei Persiani di Eschilo; e soprattutto in un tentativo tragico come la sua Alceste seconda o nella tramelogedia Abele). In conclusione una più veloce sezione che vorrebbe semplicemente indicare qualche altra possibile direzione di ricerca: un confronto fra Manzoni e Leopardi - nella prospettiva del coro interesse per il coro, e della differenza fra il soggetto lirico manzoniano e quello leopardiano; un'incursione nel libretto del melodramma verdiano, per misurarvi la funzione del coro manzoniano e la sua persistenza nel testo operistico; e infine qualche appunto sulla ricezione del coro manzoniano e del Coro di morti di Leopardi nel Novecento, assumendo quale punto d'osservazione la poesia di Carlo Michelstaedter, Andrea Zanzotto e Franco Fortini.

Assessment of human skin penetration of two irritant herbicides

Two common herbicides; isoproturon and bentazon, are strong skin irritants and cross the skin barrier easily. Assessment of percutaneous absorption of these substances is a very important step in the evaluation of any dermal or transdermal dose, especially among agricultural workers who frequently have dermal exposures during crop treatment. The aims of the study were to determine the permeation rate of human skin for both herbicides in vitro, and histologically evaluate skin damage due to irritation at different concentrations. Skin penetration was assessed using a dynamic flow-through in vitro penetration system and analysis were performed with ion trap LC-MS (acidified water: acetronitile, C18 column). Two concentrations of bentazon (75 and 150 μg/mL) and isoproturon (125 and 250 μg/mL) in saline solution were applied on excised human skin from several donors. Saline water was used as receptor fluid. Collection times were: 4, 8, and 24 hours. After the experiments, the skin was removed and examined by histopathology for apoptosis, acanthosis, acantholysis and epidermolysis. The skin permeation rate, J, was calculated from the slope of the cumulative amount permeated as a function of time. The lag time, tL, was assigned from the time-axis intercept of the extrapolation of this linearity. Our results showed that tL for bentazon and isoproturon for both concentrations tested were similar; 2, 1.5 hours, respectively. Bentazon had a lowerer J compared to isoproturon; 350, 600 ng/cm2/h, respectively. Some acanthosis was observed after 8 hours of exposure to either of the two substances. In conclusion, our in vitro experiments demonstrate that bentazon and isoproturon cross the skin barrier within 2 hours even at very low concentrations, and showed some signs of skin damage. Future tests involve concentrations found in commercial products.

Isolating DNA from sexual assault cases: a comparison of standard methods with a nuclease-based approach.

AbstractText BACKGROUND: Profiling sperm DNA present on vaginal swabs taken from rape victims often contributes to identifying and incarcerating rapists. Large amounts of the victim's epithelial cells contaminate the sperm present on swabs, however, and complicate this process. The standard method for obtaining relatively pure sperm DNA from a vaginal swab is to digest the epithelial cells with Proteinase K in order to solubilize the victim's DNA, and to then physically separate the soluble DNA from the intact sperm by pelleting the sperm, removing the victim's fraction, and repeatedly washing the sperm pellet. An alternative approach that does not require washing steps is to digest with Proteinase K, pellet the sperm, remove the victim's fraction, and then digest the residual victim's DNA with a nuclease. METHODS: The nuclease approach has been commercialized in a product, the Erase Sperm Isolation Kit (PTC Labs, Columbia, MO, USA), and five crime laboratories have tested it on semen-spiked female buccal swabs in a direct comparison with their standard methods. Comparisons have also been performed on timed post-coital vaginal swabs and evidence collected from sexual assault cases. RESULTS: For the semen-spiked buccal swabs, Erase outperformed the standard methods in all five laboratories and in most cases was able to provide a clean male profile from buccal swabs spiked with only 1,500 sperm. The vaginal swabs taken after consensual sex and the evidence collected from rape victims showed a similar pattern of Erase providing superior profiles. CONCLUSIONS: In all samples tested, STR profiles of the male DNA fractions obtained with Erase were as good as or better than those obtained using the standard methods.

Patterns of calcium-binding proteins support parallel and hierarchical organization of human auditory areas.

The human primary auditory cortex (AI) is surrounded by several other auditory areas, which can be identified by cyto-, myelo- and chemoarchitectonic criteria. We report here on the pattern of calcium-binding protein immunoreactivity within these areas. The supratemporal regions of four normal human brains (eight hemispheres) were processed histologically, and serial sections were stained for parvalbumin, calretinin or calbindin. Each calcium-binding protein yielded a specific pattern of labelling, which differed between auditory areas. In AI, defined as area TC [see C. von Economo and L. Horn (1930) Z. Ges. Neurol. Psychiatr.,130, 678-757], parvalbumin labelling was dark in layer IV; several parvalbumin-positive multipolar neurons were distributed in layers III and IV. Calbindin yielded dark labelling in layers I-III and V; it revealed numerous multipolar and pyramidal neurons in layers II and III. Calretinin labelling was lighter than that of parvalbumin or calbindin in AI; calretinin-positive bipolar and bitufted neurons were present in supragranular layers. In non-primary auditory areas, the intensity of labelling tended to become progressively lighter while moving away from AI, with qualitative differences between the cytoarchitectonically defined areas. In analogy to non-human primates, our results suggest differences in intrinsic organization between auditory areas that are compatible with parallel and hierarchical processing of auditory information.

Neurobiologia, coscienza e neuroetica. Ricerche filosofiche in margine al dialogo tra G.P. CHANGEUX e P. RICOEUR

Le neuroscienze occupano oggi un ruolo essenziale nel dibattito scientifico e filosofico, nonché in quello delle scienze umane. Esse costituiscono la sfida più seria al sapere fin qui elaborato intorno ai fondamenti dell'esperienza di coscienza, poiché si propongono come capaci di rispondere alla domanda di origine e funzionamento della coscienza. Le neuroscienze cognitive stanno, oggi, rivoluzionando la nostra concezione della mente e delle sue funzioni. Ci forniscono nuovi dati sulla natura delle sensazioni, della memoria, della percezione e dei processi di astrazione. L'epistemologia è rientrata così pienamente nell'ambito di una disciplina sperimentale, come diversi filosofi (da Hume a Quine) hanno auspicato. È, alla fine, evoluta nell'esperienza odierna della cosiddetta "epistemologia sperimentale", luogo che coniuga il rigore sperimentale della scienza con la profondità e la sofisticazione argomentativa della tradizione filosofica. Come arriviamo a conoscere? Quali vincoli poniamo a quello che deve essere conosciuto? Perché seguiamo certe vie invece di altre? Come arriviamo a formulare giudizi e a prendere decisioni? Che valore ha la conoscenza già acquisita nell'elaborazione di nuove esperienze? In particolare, che peso hanno le aspettative e i ricordi in questo processo? Qual è il rapporto fra esperienza, conoscenza e memoria? Come si fissano e come si richiamano i ricordi? Qual è il rapporto fra coscienza e memoria? Sono alcune delle domande che l'autore si pone in questa ottica e alle quali cerca di rispondere, a partire dall'analisi e valutazione del dialogo-dibattito fra J.-P. Changeux e P. Ricoeur, per apprenderne il linguaggio, capire i problemi sollevati, adattarsi alla complessità della materia. Nel contesto della filosofia della mente, la "lettura" della discussione ripercorre i relativi percorsi attraverso l'analisi delle loro opere, da un lato quelle dello scienziato (sulla struttura e dinamica del cervello, la teoria dell'epigenesi e stabilizzazione selettiva, le speculazioni sull'uomo neuronale e i rilievi antropologici, le teorie della conoscenza e della coscienza, oltre che sulla conoscenza matematica, gli argomenti di estetica ed etica); dall'altro lato quelle del filosofo (dal Cogito riflessivo alla scoperta dell'ermeneutica, dalle eterogenee riflessioni sul Conflitto delle interpretazioni alla grande teoria sulla creatività del linguaggio, le conclusioni teoriche sull'ermeneutica del sé e l'ontologia dell'agire). Il punto di arrivo è la determinazione delle relative posizioni: quella di Changeux tra i neuroscienziati che si occupano di questioni filosofiche, epistemologiche ed etiche, e quella di Ricoeur tra i filosofi che si occupano di neuroscienze. La conclusione della tesi si svolge in un approfondimento teoretico che dalla nozione di "traccia" porta all'esperienza della "memoria", al fine di intrecciare i fili della discussione ripercorsa ed offrire una sponda non forzata al dibattito più ampio. Il tema della memoria è privilegiato per ragioni intrinseche, poiché si tratta di uno dei temi precipui delle neuroscienze, della filosofia della mente e della fenomenologia. A un primo livello viene instaurato su questo punto un confronto epistemologico tra la proposta della neurofenomenologia (Varala, ad esempio) e la posizione tenuta in particolare da Ricoeur rispetto ad essa e al suo "progetto unificante", posizione defilata e, per certi aspetti, criticamente dubbiosa sul fatto che si possa davvero giungere a un "terzo discorso". Si riferisce poi del largo interesse e dei risultati più significativi della riflessione fenomenologica antica e moderna sulla memoria. A un secondo livello vengono illustrati i programmi di ricerca recenti della neurofenomenologia su questo argomento all'interno delle scienze cognitive e si dà conto dei risultati più significativi. Ad un terzo e conclusivo livello, si approfondisce il significato teologico della memoria. Les neurosciences ont aujourd'hui un rôle essentiel dans le débat scientifique et philosophique, ainsi que dans celui des sciences humaines. Elles constituent le défi le plus sérieux aux savoir qu'on a construit jusqu'ici sur les fondements de l'expérience de conscience, attendu qu'elles-mêmes se considèrent capables de répondre à la demande sur l'origine e le fonctionnement de la conscience. Les neurosciences cognitives sont aujourd'hui en train de révolutionner notre conception de l'esprit et des ses fonctions. Elles nous offrent des nouvelles données au sujet de la nature de nos sensations, mémoire, perception et procédés d'abstraction. Aussi l'épistémologie est rentrée pleinement dans le domaine d'une discipline expérimentale, comme plusieurs philosophes (de Hume à Quine) l'ont souhaité. Elle s'est enfin adressée, dans l'expérience actuelle, vers la soi-disant "épistémologie expérimentale", lieu qui met en accord la rigueur expérimentale de la science avec la profondeur et la sophistiquée finesse argumentative de la tradition philosophique. Comment en arrivons-nous à connaître? Quels liens mettons-nous à ce qu'on doit être connu? Pourquoi suivons-nous certaines vois au lieu d'autres? Comment en arrivons-nous à formuler des opinions et à prendre des décisions? Quelle valeur a la connaissance qu'on a déjà acquise par l'élaboration des nouvelles expériences? En particulier, quelle est l'importance des attentes et des souvenirs dans cette évolution? Quel est le rapport entre expérience, connaissance e mémoire? Comment fixons et rappelons-nous nos souvenirs? Quel est le rapport entre conscience et mémoire? Ces sont quelques-unes des questions que l'auteur se pose dans cette perspective et aux quelles essaie de répondre a partir de l'analyse et l'évaluation du dialogue-débat entre fra J.-P. Changeux et P. Ricoeur, pour en apprendre le langage, comprendre les problèmes soulevés, s'adapter à la complexité du sujet. Dans le contexte de la philosophie du cerveau, la "lecture" du dialogue reparcourt les parcours des deux interlocuteurs par l'analyse de leur ouvrages, d'une part celles du savant (sur la structure et la dynamique du cerveau, la théorie de l'épigenèse et stabilisation sélective; les spéculations sur l'homme neuronal et les commentaires anthropologiques; les théories de la connaissance et de la conscience, de même que sur la connaissance de la mathématique, les sujets d'esthétique et étique; d'autre part celles du philosophe (du Cogito réflexif à la découverte de l'herméneutique, de les hétérogènes réflexions sur le Conflit des interprétations à la grande théorie sur la créativité du langage, les conclusions théoriques sur l'herméneutique du soi et l'ontologie de l'agir). L'issue est la determination des relatives positions: celle de Changeux parmi les neuro-scientifiques qui s'occupent de questions philosophiques, épistémologiques et éthiques, et celle de Ricoeur parmi les philosophes qui s'occupent de neurosciences. La conclusion de la thèse se développe dans un approfondissement théorétique que de la notion de "trace" à l'expérience de la "mémoire", à l'effet de nouer les fils de la discussion passée en revue et d'assurer un appui pas forcé au débat plus vaste. Le thème de la mémoire a été choisi pour des raisons intrinsèques, puisqu'il est un des thèmes principaux des neurosciences, de la philosophie de l'esprit et de la phénoménologie. Sur un premier plan épistémologique il est établi une comparaison entre la proposition de la neurophénoménologie (Varala, par exemple) et la position soutenue en particulier par Ricoeur au sujet de ce courant phénoménologique et de son "projet unifiant", position défilée et, à certains égards, critiquement hésitante sur le fait qu'on puisse vraiment en venir à un "troisième discours". On rend compte du grand intérêt et des résultats les plus significatifs de la réflexion phénoménologique ancienne et moderne sur la mémoire. Sur un second plan neurophénoménologique on illustre des plans de recherche récents sur cet argument au-dedans des sciences cognitives et on rend compte des résultats les plus distinctives. Sur un troisième et conclusif plan on approfondit le sens théologique de la mémoire.

Des masques cultuels au masque muséifié : leurs usages et représentations à travers l'itinéraire d'un chercheur

INTRODUCTION «Des masques cultuels au masque muséifié :leurs usages et représentations à travers l'itinéraire d'un chercheur» est le résultat de l'analyse de ma propre expérience des masques utilisés dans le cadre des cérémonies religieuses au village puis dans les manifestations ludiques et scientifiques (festivals et expositions). Cette expérience, je l'ai vécue de manière concrète durant mon enfance dans mon milieu d'origine, au village de Moundasso, département de Dédougou (Burkina Faso), en pays bwa, puis au cours de ma formation d'historien à l'Université de Ouagadougou et de mes premières recherches anthropologiques. J'ai donc d'abord vécu les cérémonies de masques de manière intime dans mon entourage familial au village. Je me suis ensuite engagé dans une recherche ethnologique comparant les masques du pays bwa avec ceux d'Appenzell, en Suisse alémanique, découverts par le hasard d'une carte postale reçue au Burkina par un ami genevois. La surprise provoquée par les ressemblances qui me sautaient aux yeux m'a conduit à entreprendre le voyage vers ces Préalpes lointaines, à me lancer dans ma première exposition à Genève, à faire voyager celle-ci en la ramenant au pays bwa et en utilisant le résultat de mes interrogations pour une mise en valeur des masques aussi bien dans le cadre de mon village d'origine qu'en dehors de celui-ci, dans un festival biennal organisé à Dédougou, puis dans d'autres musées au Burkina Faso et en Europe. La conjugaison de cette double expérience des masques cultuels et profanes m'a amené à vouloir confronter les différents enjeux impliqués :affirmation des identités locales, régionales, nationales, appropriation des patrimoines culturels des peuples dans le cadre des collections et des musées internationaux, réappropriation de ces patrimoines par les acteurs autochtones. Le masque, considéré par de nombreux chercheurs en sciences humaines comme un phénomène social universel, se trouve aujourd'hui au carrefour de multiples intérêts identitaires, patrimoniaux, économiques, religieux, profanes, esthétiques, scientifiques. Au fur et à mesure de la progression de mon travail, il m'a amené au coeur des problématiques qui agitent une anthropologie des objets, et des cultures qui les portent, aujourd'hui en pleine crise. C'est à débroussailler ces problèmes que la présente recherche doit être utile. 1. Problématique et hypothèse Mon approche part de l'hypothèse suivante ainsi résumée :les intérêts multiples portés aux masques participent à la transformation rapide de leurs fonctions coutumières, à leur passage du domaine religieux au domaine profane. Les nouvelles fonctions des masques de mon village et de ma région sont liées à différents facteurs interdépendants, parmi lesquels mon propre rôle m'apparaît comme non négligeable. En effet, mon statut d'acteur du village et ma position de chercheur en anthropologie me permettent, d'une part, de rendre compte des multiples enjeux du masque à partir de plusieurs points de vue, de la plus grande proximité jusqu'à la distance exigée par la discipline anthropologique; ils m'amènent d'autre part à agir avec les masques dans deux registres différents, en jouant moi-même un rôle essentiel dans les changements des pratiques en cours, comme dans le questionnement anthropologique lui-même.

Evaluation of an online, case-based interactive approach to teaching pathophysiology

Rapport de synthèse : L'article qui fait l'objet de ma thèse évalue une nouvelle approche pédagogique pour l'apprentissage de certains chapitres de physiopathologie. Le dispositif pédagogique se base sur l'alternance d'apprentissage ex-cathedra et de l'utilisation d'un site web comprenant des vignettes cliniques. Lors de la consultation de ces-dernières, l'étudiant est invité à demander des examens de laboratoire dont il pourrait justifier la pertinence selon le cas clinique étudié. La nouveauté du procédé réside dans le fait que, préalablement à son cours ex-cathedra, l'enseignant peut consulter les statistiques de demandes de laboratoire et ainsi orienter son cours selon les éléments mal compris par les étudiants. A la suite du cours ex-cathedra, les étudiants peuvent consulter sur internet la vignette clinique complète avec des explications. A l'issue de tout le cours, une évaluation auprès des étudiants a été conduite. Le procédé a été mis en place durant deux années consécutives et l'article en discute notamment les résultats. Nous avons pu conclure que cette méthode innovatrice d'enseignement amène les étudiants à mieux se préparer pour les cours ex-cathedra tout en permettant à l'enseignant d'identifier plus précisément quelles thématiques étaient difficiles pour les étudiants et donc d'ajuster au mieux son cours. Mon travail de thèse a consisté à créer ce dispositif d'apprentissage, à créer l'application web des vignettes cliniques et à l'implanter durant deux années consécutives. J'ai ensuite analysé les données des évaluations et écrit l'article que j'ai présenté à la revue 'Medical Teacher'. Après quelques corrections et précisions demandées par le comité de lecture, l'article a été accepté et publié. Ce travail a débouché sur une seconde version de l'application web qui est actuellement utilisée lors du module 3.1 de 3è année à l'Ecole de Médecine à Lausanne. Summary : Since the early days of sexual selection, our understanding of the selective forces acting on males and females during reproduction has increased remarkably. However, despite a long tradition of experimental and theoretical work in this field and relentless effort, numerous questions remain unanswered and many results are conflicting. Moreover, the interface between sexual selection and conservation biology has to date received little attention, despite existing evidence for its importance. In the present thesis, I first used an empirical approach to test various sexual selection hypotheses in a population of whitefish of central Switzerland. This precise population is characterized by a high prevalence of gonadal alterations in males. In particular, I challenged the hypothesis that whitefish males displaying peculiar gonadal features are of lower genetic quality than other seemingly normal males. Additionally, I also worked on identifying important determinant of sperm behavior. During a second theoretical part of my work, which is part of a larger project on the evolution of female mate preferences in harvested fish populations, I developed an individual-based simulation model to estimate how different mate discrimination costs affect the demographical behavior of fish populations and the evolutionary trajectories of female mate preferences. This latter work provided me with some insight on a recently published article addressing the importance of sexual selection for harvesting-induced evolution. I built upon this insight in a short perspective paper. In parallel, I let some methodological questions drive my thoughts, and wrote an essay about possible synergies between the biological, the philosophical and the statistical approach to biological questions.

Autoreactive T cells that bypass negative selection are not tolerant and respond to self-antigen stimulation during infection

Le répertoire cellulaire Τ a pour but d'être tolérant aux antigènes du soi afin d'éviter l'induction de maladies autoimmunes. C'est pourquoi les lymphocytes Τ autoréactifs sont éliminés dans le thymus lors de leur développement par le processus de sélection négative. La plupart des recherches étudient les lymphocytes Τ de haute avidité. Ces lymphocytes Τ de haute avidité sont très sensibles et réagissent fortement à un antigène du soi. En conséquence, ces cellules induisent le développement de maladies autoimmunes lorsqu'elles ciblent des organes exprimant l'antigène du soi. Plusieurs études ont montré que les lymphocytes Τ qui réagissent faiblement aux antigènes spécifiques à un tissu, nommé lymphocytes Τ de faible avidité, peuvent contourner les mécanismes de tolérance centrale et périphérique. J'ai utilisé des souris Rip-mOva qui expriment l'Ovalbumine comme antigène du soi spécifique à un tissu. Dans ces souris transgéniques Rip-mOva, les lymphocytes Τ de faible avidité survivent à la sélection négative. Une fois stimulés à la périphérie, ces lymphocytes Τ CD8+ de faible avidité ont la capacité d'infiltrer les organes qui expriment l'antigène du soi chez les souris Rip-mOva et peuvent induire une destruction tissulaire. L'objectif principal de mon projet de thèse était de comprendre les caractéristiques phénotypiques et fonctionnelles de ces lymphocytes Τ dans un état d'équilibre et dans un contexte infectieux. Pour étudier ces cellules dans un modèle murin bien défini, nous avons généré des souris exprimant un récepteur de cellule Τ transgénique appelé OT-3. Ces souris transgéniques OT-3 ont des lymphocytes Τ CD8+ de faible avidité spécifiques à l'épitope SIINFEKL de l'antigène Ovalbumine. Nous avons démontré qu'un grand nombre de lymphocytes Τ CD8+ OT-3 ne sont pas éliminés lors de la sélection négative dans le thymus après avoir rencontré l'antigène du soi. Par conséquent, les lymphocytes Τ OT-3 de faible avidité sont présents dans une fenêtre de sélection comprise entre la sélection positive et négative. Cette limite se définie comme le seuil d'affinité et est impliquée dans l'échappement de certains lymphocytes Τ OT- 3 autoréactifs. A la périphérie, ces cellules sont capables d'induire une autoimmunité après stimulation au cours d'une infection, ce qui nous permet de les définir comme étant non tolérante et non dans un état anergique à la périphérie. Nous avons également étudié le seuil d'activation des lymphocytes Τ OT-3 à faible avidité à la périphérie et avons constaté que des ligands peptidiques plus faibles que l'épitope natif SIINFEKL sont capables de les activer au cours d'une infection ainsi que de les différencier en lymphocytes Τ effecteurs et mémoires. Les données illustrent une déficience lors de la sélection négative dans le thymus de lymphocytes Τ CD8+ autoréactifs de faible avidité contre un antigène du soi spécifique à tissu et montrent que ces cellules sont entièrement compétentes lors d'une infection. - The diverse Τ cell repertoire needs to be tolerant to self-antigen to avoid the induction of autoimmunity. This is why autoreactive developing Τ cells are deleted in the thymus. The deletion of self-reactive Τ cells occurs through the process of negative selection. Most studies investigated high avidity Τ cells. These high avidity Τ cells are very sensitive and strongly react to a self-antigen. As a consequence, these cells induce the development of autoimmunity when they target organs which express the self-antigen. High avidity autoreactive CD8+ Τ cells are deleted in the thymus. However, several studies have shown Τ cells that weakly respond to tissue-restricted antigen, referred to as low avidity Τ cells, can bypass central and peripheral tolerance mechanisms. I used Rip-mOva mice that expressed Ovalbumin as a neo self-antigen in a tissue-restricted fashion. In these transgenic Rip-mOva mice low avidity CD8+ Τ cells survive negative selection. Upon stimulation in the periphery, these low avidity CD8+ Τ cells have the ability to infiltrate organs that express the self-antigen in the Rip-mOva mice and can also induce the destruction of the tissue. The major aim of my PhD project was to understand the phenotypic and functionality characteristics of these Τ cells in a steady-state condition and in a context of an infection. To study these cells in a well-defined mouse model, we generated OT-3 Τ cell receptor transgenic mice that express low avidity CD8+ Τ cells that are specific for the SIINFEKL epitope of the Ovalbumin antigen. We have been able to demonstrate that a large number of OT-3 CD8+ Τ cells survive negative selection in the thymus after encountering the self-antigen. Thus, low avidity OT-3 Τ cells are present in a window of selection comprised between positive and negative selection. This boundary defined as the affinity threshold is involved in the escape of some autoreactive low avidity OT-3 Τ cells. Once they circulate in the periphery, they are able to induce autoimmunity after stimulation during an infection, allowing us to allocate these cells as being non-tolerant and not in an anergic state in the periphery. We have also looked at the threshold of activation of low avidity OT-3 CD8+ Τ cells in the periphery and found that peptide ligands that are weaker than the native SIINFEKL epitope are able to activate OT-3 Τ cells during an infection and to differentiate them into effector and memory Τ cells. The data illustrate the impairment of negatively selecting low avidity autoreactive CD8+ Τ cells against a tissue-restricted antigen in the thymus and shows that these cells are fully competent upon an infection.

Effect of age toxicokinetics among human volunteers exposed to propylene glycol monomethyl ether (PGME)

Rationale: Aging adults represent the fastest growing population segment in many countries. Physiological and metabolic changes in the aging process may alter how aging adults respond to exposures compared to younger workers. Current preventive workplace exposure measures may therefore not be sufficiently protective for the aging workforce. In a controlled human toxicokinetic study (exposure chamber; 12m3), the volunteers (n=11) were men and women over the age of 58 years and exposed to a commonly used, low neurotoxic glycol ether; PGME (CAS no. 107-98- 2) (50 ppm, 6 hours). Oxidative metabolism (Michaelis-Menten) is the major pathway and conjugation the minor in humans. Metabolites, conjugated and free PGME are eliminated through the kidneys, and the elimination kinetics is dose-dependent (0 order). Scope: (1) compare the toxicokinetic profile of PGME obtained in the aging volunteers (58- 62 years) to young volunteers (20-25 years) from a previous study; (2) Test the predictive power of an existing PGME toxicokinetic compartment model for aging persons against urinary PGME concentrations found in volunteers from our experimental study. Experimental procedure: Urine samples were collected before, every 2-hour during exposures for six hours, and ad-lib for additional 20 hours. Urinary analysis of free and total PGME was performed using capillary GC/FID. The toxicokinetic model (Berkley Madonna software) was ageadjusted. Results. Urinary free and total PGME concentration rose rapidly, and did not reach an apparent plateau level during exposure. Less conjugation was observed in the older group. The predictive model developed for the young group predicted well total PGME in the aging group but not free PGME. The age adjusted toxicokinetic model's Vmax1 had to be changed for the aging group, implying slower enzymatic pathway. Conclusion: The toxicokinetic model did not predict well if only the physiological parameters were adjusted for aging adults (existing model); a substance specific metabolic rate parameter was also needed.

Characterization of cell-to-cell signaling-deficient Pseudomonas aeruginosa strains colonizing intubated patients.

Cell-to-cell signaling involving N-acyl-homoserine lactone compounds termed autoinducers (AIs) is instrumental to virulence factor production and biofilm development by Pseudomonas aeruginosa. In order to determine the importance of cell-to-cell signaling during the colonization of mechanically ventilated patients, we collected 442 P. aeruginosa pulmonary isolates from 13 patients. Phenotypic characterization showed that 81% of these isolates produced the AI-dependent virulence factors elastase, protease, and rhamnolipids. We identified nine genotypically distinct P. aeruginosa strains. Six of these strains produced AIs [N-butanoyl-homoserine lactone or N-(3-oxo-dodecanoyl)-homoserine lactone] and extracellular virulence factors (elastase, total exoprotease, rhamnolipid, hydrogen cyanide, or pyocyanin) in vitro. Three of the nine strains were defective in the production of both AIs and extracellular virulence factors. Two of these strains had mutational defects in both the lasR and rhlR genes, which encode the N-acyl-homoserine lactone-dependent transcriptional regulators LasR and RhlR, respectively. The third of these AI-deficient strains was only mutated in the lasR gene. Our observations suggest that most, but not all, strains colonizing intubated patients are able to produce virulence factors and that mutations affecting the cell-to-cell signaling circuit are preferentially located in the transcriptional regulator genes.

Molecular evolution of the Drosophila olfactory system

The olfactory system is an attractive model to study the genetic mechanisms underlying evolution of the nervous system. This sensory system mediates the detection and behavioural responses to an enormous diversity of volatile chemicals in the environment and displays rapid evolution, as species acquire, modify and discard olfactory receptors and circuits to adapt to new olfactory stimuli. Drosophilids provide an attractive model to study these processes. The availability of 12 sequenced genomes of Drosophila species occupying diverse ecological niches provides a rich resource for genomic analyses. Moreover, one of these species, Drosophila melanogaster, is amenable to a powerful combination of genetic and electrophysiological analyses. D. melanogaster has two distinct families of olfactory receptors to detect odours, the well-characterised Odorant Receptors (ORs) and the recently identified lonotropic Receptors (IRs). In my thesis, I have provided new insights into the genetic mechanisms underlying olfactory system evolution through three distinct, but interrelated projects. First, I performed a comparative genomic analysis of the IR repertoire in 12 sequenced Drosophila species, which has revealed that the olfactory IRs are highly conserved across species. By contrast, a large fraction of IRs that are not expressed in the olfactory system - and which may be gustatory receptors - are much more variable in sequence and gene copy number. Second, to identify ligands for IR expressing olfactory sensory neurons, I have performed an electrophysiological screen in D. melanogaster using a panel of over 160 odours. I found that the IRs respond to a number of amines, aldehydes and acids, contrasting with the chemical specificity of the OR repertoire, which is mainly tuned to esters, alcohols and ketones. Finally, the identification of ligands for IRs in this species allowed me to investigate in detail the molecular and functional evolution of a tandem array of IRs, IR75a/IR75b/IR75c, in D. sechellia. This species is endemic to the Seychelles archipelago and highly specialised to breed on the fruits of Morinda citrifolia, which is repulsive and toxic for other Drosophila species. These studies led me to discover that receptor loss, changes in receptor specificity and changes in receptor expression have likely played an important role during the evolution of these IRs in D. sechellia. These changes may explain, in part, the unique chemical ecology of this species. - Le système olfactif est un excellent modèle pour étudier les mécanismes génétiques impliqués dans l'étude de l'évolution du système nerveux. Ce système sensoriel permet la détection de nombreux composés volatils présents dans l'environnement et est à la base des réponses comportementales. Il est propre à chaque espèce et évolue rapidement en modifiant ou en éliminant des récepteurs et leurs circuits olfactifs correspondants pour s'adapter à de nouvelles odeurs. Pour étudier le système olfactif et son évolution, nous avons décidé d'utiliser la drosophile comme modèle. Le séquençage complet de 12 souches de drosophiles habitant différentes niches écologiques permet une analyse génomique conséquente. De plus, l'une de ces espèces Drosophila melanogaster permet la combinaison d'analyses génétiques et électrophysiologiques. En effet, D. melanogaster possède 2 familles distinctes de récepteurs olfactifs qui permettent la détection d'odeurs: les récepteurs olfactifs (ORs) étant les mieux caractérisés et les récepteurs ionotropiques (IRs), plus récemment identifiés. Au cours de ma thèse, j'ai apporté des nouvelles connaissances qui m'ont permis de mieux comprendre les mécanismes génétiques à la base de l'évolution du système olfactif au travers de trois projets différents, mais interdépendants. Premièrement, j'ai réalisé une analyse génomique comparative de l'ensemble des IRs dans les 12 souches de drosophiles séquencées jusqu'à présent. Ceci a montré que les récepteurs olfactifs IRs sont hautement conservés parmi l'ensemble de ces espèces. Au contraire, une grande partie des IRs qui ne sont pas exprimés dans le système olfactif, et qui semblent être des récepteurs gustatifs, sont beaucoup plus variables dans leur séquence et dans le nombre de copie de gènes. Deuxièmement, pour identifier les ligands des récepteurs IRs exprimés par les neurones sensoriels olfactifs, j'ai réalisé une étude électrophysiologique chez D. melanogaster e η testant l'effet de plus de 160 composés chimiques sur les IRs. J'ai trouvé que les IRs répondent à un nombre d'amines, d'aldéhydes et d'acides, contrairement aux récepteurs olfactifs ORs qui eux répondent principalement aux esthers, alcools et cétones. Finalement, l'identification de ligands pour les IRs dans ces espèces m'a permis d'étudier en détail l'évolution fonctionnelle et moléculaire des IR75a/IR75b/IR75c dans D. sechellia. Cette espèce est endémique de l'archipel des Seychelles et se nourrit spécifiquement du fruit Morinda citrifolia qui est répulsif et toxique pour d'autres souches de drosophiles. Ces études m'ont poussé à découvrir que, la perte de IR75a, le changement dans la spécificité de IR75b ainsi que le changement dans l'expression de IR75c ont probablement joué un rôle important dans l'évolution des IRs chez D. sechellia. Ces changements peuvent expliquer, en partie, l'écologie chimique propre à cette espèce. Résumé français large public Le système olfactif permet aux animaux de détecter des milliers de molécules odorantes, les aidant ainsi à trouver de la nourriture, à distinguer si elle est fraîche ou avariée, à trouver des partenaires sexuels, ainsi qu'à éviter les prédateurs. Selon l'environnement et le mode de vie des espèces, le système olfactif doit détecter des odeurs très diverses ; en effet, un moustique qui recherche du sang humain pour se nourrir doit détecter des odeurs bien différentes d'une abeille qui recherche des fleurs. Dans ma thèse, j'ai essayé de comprendre comment les systèmes olfactifs d'une espèce évoluent pour s'adapter aux exigences induites par son environnement. Un très bon modèle pour étudier cela est la drosophile dont les différentes espèces se nichent dans des habitats très divers. Pour ce faire, j'ai étudié les récepteurs olfactifs de différentes espèces de la drosophile. Ces récepteurs sont des protéines qui se lient à des odeurs spécifiques. Lorsqu'ils se lient, ils activent un neurone qui envoie un signal électrique au cerveau. Ce signal est ensuite traité par ce dernier qui indique à la mouche si l'odeur est attractive ou répulsive. J'ai identifié les récepteurs olfactifs de plusieurs espèces de drosophile et étudié s'il y avait des différences entre elles. La plupart des récepteurs sont similaires entre les espèces, cependant dans l'une d'entre elles, certains récepteurs sont différents. Ce fait est particulièrement intéressant car cette espèce de drosophile se nourrit de fruits que les autres espèces n'apprécient pas. Comme nous ne savons pas quels récepteurs se lient à quelles odeurs, j'ai testé un grand nombre de composants odorants. Ceci m'a permis de constater que, effectivement, certains changements produits dans ces récepteurs expliquent pourquoi cette espèce aime particulièrement ces fruits. En outre, mes résultats contribuent à mieux comprendre les changements génétiques qui sont impliqués dans l'évolution du système olfactif.