Astrocytes: powering memory.

Creating long-term memory requires a cellular program in neurons involving gene expression, protein synthesis, and formation of new synaptic connections. Suzuki et al. (2011) show that astrocytes, glial cells of the brain, play a necessary role in this program by converting glycogen to lactate and transporting it to neurons.

Age-related differences on event-related potentials and brain rhythm oscillations during working memory activation.

Previous functional imaging studies have pointed to the compensatory recruitment of cortical circuits in old age in order to counterbalance the loss of neural efficiency and preserve cognitive performance. Recent electroencephalographic (EEG) analyses reported age-related deficits in the amplitude of an early positive-negative working memory (PN(wm)) component as well as changes in working memory (WM)-load related brain oscillations during the successful performance of the n-back task. To explore the age-related differences of EEG activation in the face of increasing WM demands, we assessed the PN(wm) component area, parietal alpha event-related synchronization (ERS) as well as frontal theta ERS in 32 young and 32 elderly healthy individuals who successfully performed a highly WM demanding 3-back task. PN(wm) area increased with higher memory loads (3- and 2-back > 0-back tasks) in younger subjects. Older subjects reached the maximal values for this EEG parameter during the less WM demanding 0-back task. They showed a rapid development of an alpha ERS that reached its maximal amplitude at around 800 ms after stimulus onset. In younger subjects, the late alpha ERS occurred between 1,200 and 2,000 ms and its amplitude was significantly higher compared with elders. Frontal theta ERS culmination peak decreased in a task-independent manner in older compared with younger cases. Only in younger individuals, there was a significant decrease in the phasic frontal theta ERS amplitude in the 2- and 3-back tasks compared with the detection and 0-back tasks. These observations suggest that older adults display a rapid mobilization of their neural generators within the parietal cortex to manage very low demanding WM tasks. Moreover, they are less able to activate frontal theta generators during attentional tasks compared with younger persons.

Memory-based scheduling of scientific computing clusters

This study looks at how increased memory utilisation affects throughput and energy consumption in scientific computing, especially in high-energy physics. Our aim is to minimise energy consumed by a set of jobs without increasing the processing time. The earlier tests indicated that, especially in data analysis, throughput can increase over 100% and energy consumption decrease 50% by processing multiple jobs in parallel per CPU core. Since jobs are heterogeneous, it is not possible to find an optimum value for the number of parallel jobs. A better solution is based on memory utilisation, but finding an optimum memory threshold is not straightforward. Therefore, a fuzzy logic-based algorithm was developed that can dynamically adapt the memory threshold based on the overall load. In this way, it is possible to keep memory consumption stable with different workloads while achieving significantly higher throughput and energy-efficiency than using a traditional fixed number of jobs or fixed memory threshold approaches.

L'accès des consommateurs à la justice: de la résolution extrajudiciaire des conflits de consommation à la procédure collective : étude de droit suisse et droit comparé

INTRODUCTION : 1. L'OBJET ET L'INTÉRÊT DE LA THÈSE : DES BARRIÈRES D'ACCÈS À LA JUSTICE L'accès à la justice est un droit fondamental garanti par les art. 29a Cst. et 6 CEDH. Il s'agit d'un droit social mis en place par l'avènement de l'Etat providence qui accorde à chacun le droit à ce qu'un tribunal connaisse de toute contestation relative à ses droits et obligations de caractère civil. Aussi a-t-il pour effet de rendre efficace la législation mise en place par un Etat. Ainsi dans le cas particulier du droit de la consommation, l'élaboration des règles de droit matériel ne suffirait pas à concrétiser la protection des consommateurs voulue par le constituant et le législateur fédéral si une voie d'accès à la justice n'était pas ouverte afin de permettre aux consommateurs dont les droits sont violés d'en obtenir réparation. Si le droit formel permet à chacun de poursuivre la réalisation de ses droits par la voie judiciaire, y compris pour les consommateurs, il n'en demeure pas moins que ces derniers, dans la pratique, rencontrent plusieurs obstacles qui, souvent, les découragent de faire valoir leurs droits en justice. En effet, les tribunaux, victimes de leur succès, ont de plus en plus de peine à faire face à la masse des litiges qui leur sont soumis. L'engorgement de l'institution judiciaire est responsable de longs délais avant qu'une affaire soit jugée. A cela s'ajoutent des problèmes d'ordre financier : le coût de la justice comprenant le coût de la consultation juridique et de la représentation, des frais de consultation d'experts qui, parfois, peuvent dépasser le montant même du litige, sans oublier le risque, pour le consommateur, de devoir assurer, en cas d'échec du procès, les frais de l'autre partie. Puis on trouve des barrières d'ordre psychologique liées à la complexité et au formalisme qui accompagnent certaines procédures judiciaires civiles. Enfin, il y a la situation très complexe du litige revêtant un caractère intercantonal ou international (litiges transfrontaliers). S'agissant de litiges de faible valeur litigieuse (petits litiges ou small claims en anglais), ces barrières prennent une importance telle que de nombreux consommateurs renoncent tout simplement à faire valoir leurs droits en justice et subissent parfois la violation de ceux-ci. La valeur limitée de l'enjeu économique du litige peut rendre la durée de la procédure judiciaire démesurée et son coût disproportionné. En ce qui concerne le coût de la justice, nous illustrons ce propos par l'exemple reproduit sous l'annexe I ci-dessous. Il est également bon de signaler une étude couvrant 15 Etats membres de l'Union européenne réalisée en 1995 par la Commission européenne selon laquelle " le coût moyen (frais de justice + frais d'avocat, hors TVA) d'un règlement judiciaire d'un litige intracommunautaire portant sur un montant de 2'000 écus s'élève, dans la meilleure des hypothèses pour la partie demanderesse, à un montant d'environ 2'500 écus ". Après avoir relevé l'importance de l'accès à la justice pour le consommateur et les différents obstacles qui se dressent sur son chemin, nous allons nous intéresser aux solutions proposées pour minimiser voire supprimer ces barrières. A cet égard, on se posera la question de savoir dans quelle mesure les moyens extrajudiciaires, tels que des institutions d'ombudsmans et des organismes paritaires existant dans certains secteurs de la consommation, peuvent constituer des alternatives efficaces à la saisine des tribunaux. Puis on se demandera de quelle manière il faut alléger les formalités de procédure afin de permettre aux consommateurs non assistés de mandataires professionnels de saisir la justice et par-là même de diminuer le coût lié à celle-ci. Enfin, vu les difficultés qu'affrontent les consommateurs agissant individuellement, la question de l'opportunité de procédures collectives sera abordée. Comme ces interrogations touchent de près ou de loin les alinéas 2 et 3 de l'art. 97 Cst. nous avons jugé opportun d'exposer à titre liminaire la genèse de cette disposition. De plus, comme celui qui entreprend de traiter l'accès des consommateurs à la justice se doit de commencer par définir ce que l'on entend par consommateur, nous aborderons les notions de consommateur et de litige de consommation avant d'entrer dans le vif de la matière.

NLRC4 inflammasomes in dendritic cells regulate noncognate effector function by memory CD8⁺ T cells.

Memory T cells exert antigen-independent effector functions, but how these responses are regulated is unclear. We discovered an in vivo link between flagellin-induced NLRC4 inflammasome activation in splenic dendritic cells (DCs) and host protective interferon-γ (IFN-γ) secretion by noncognate memory CD8(+) T cells, which could be activated by Salmonella enterica serovar Typhimurium, Yersinia pseudotuberculosis and Pseudomonas aeruginosa. We show that CD8α(+) DCs were particularly efficient at sensing bacterial flagellin through NLRC4 inflammasomes. Although this activation released interleukin 18 (IL-18) and IL-1β, only IL-18 was required for IFN-γ production by memory CD8(+) T cells. Conversely, only the release of IL-1β, but not IL-18, depended on priming signals mediated by Toll-like receptors. These findings provide a comprehensive mechanistic framework for the regulation of noncognate memory T cell responses during bacterial immunity.

The neuronal monocarboxylate transporter MCT2: its regulation by BDNF and its role in learning and memory

Glucose has been considered the major, if not the exclusive, energy substrate for the brain. But under certain physiological and pathological conditions other substrates, namely monocarboxylates (lactate, pyruvate and ketone bodies), can contribute significantly to satisfy brain energy demands. These monocarboxylates need to be transported across the blood-brain barrier or out of astrocytes into the extracellular space and taken up into neurons. It has been shown that monocarboxylates are transported by a family of proton-linked transporters called monocarboxylate transporters (MCTs). In the central nervous system, MCT2 is the predominant neuronal isoform and little is known about the regulation of its expression. Noradrenaline (NA), insulin and IGF-1 were previously shown to enhance the expression of MCT2 in cultured cortical neurons via a translational mechanism. Here we demonstrate that the well known brain neurotrophic factor BDNF enhances MCT2 protein expression in cultured cortical neurons and in synaptoneurosome preparations in a time- and concentrationdependent manner without affecting MCT2 mRNA levels. We observed that BDNF induced MCT2 expression by activation of MAPK as well as PI3K/Akt/mTOR signaling pathways. Furthermore, we investigated the possible post-transcriptional regulation of MCT2 expression by a neuronal miRNA. Then, we demonstrated that BDNF enhanced MCT2 expression in the hippocampus in vivo, in parallel with some post-synaptic proteins such as PSD95 and AMPA receptor GluR2/3 subunits, and two immediate early genes Arc and Zif268 known to be expressed in conditions related to synaptic plasticity. In the last part, we demonstrated in vivo that a downregulation of hippocampal MCT2 via silencing with an appropriate lentiviral vector in mice caused an impairment of working memory without reference memory deficit. In conclusion, these results suggest that regulation of neuronal monocarboxylate transporter MCT2 expression could be a key event in the context of synaptic plasticity, allowing an adequate energy substrate supply in situations of altered synaptic efficacy. - Le glucose représente le substrat énergétique majeur pour le cerveau. Cependant, dans certaines conditions physiologiques ou pathologiques, le cerveau a la capacité d'utiliser des substrats énergéiques appartenant à la classe des monocarboxylates (lactate, pyruvate et corps cétoniques) afin de satisfaire ses besoins énergétiques. Ces monocarboxylates doivent être transportés à travers la barrière hématoencéphalique mais aussi hors des astrocytes vers l'espace extracellulaire puis re-captés par les neurones. Leur transport est assuré par une famillle de transporteurs aux monocarboxylates (MCTs). Dans le système nerveux central, les neurones expriment principalement l'isoforme MCT2 mais peu d'informations sont disponibles concernant la régulation de son expression. Il a été montré que la noradrénaline, l'insuline et l'IGF-1 induisent l'expression de MCT2 dans des cultures de neurones corticaux par un mécanisme traductionnel. Dans cette étude nous démontrons dans un premier temps que le facteur neurotrophique BDNF augmente l'expression de MCT2 à la fois dans des cultures de neurones corticaux et dans les préparations synaptoneurosomales selon un décours temporel et une gamme de concentrations propre. Aucun changement n'a été observé concernant les niveaux d'ARNm de MCT2. Nous avons observé que le BDNF induisait l'expression de MCT2 par l'activation simultanée des voies de signalisation MAPK et PI3K/Akt/mTOR. De plus, nous nous sommes intéressés à une potentielle régulation par les micro-ARNs de la synthèse de MCT2. Ensuite, nous avons démontré que le BDNF induit aussi l'expression de MCT2 dans l'hippocampe de la souris en parallèle avec d'autres protéines post-synaptiques telles que PSD95 et GluR2/3 et avec deux « immediate early genes » tels que Arc et Zif268 connus pour être exprimés dans des conditions de plasticité synaptique. Dans un dernier temps, nous avons démontré qu'une diminution d'expression de MCT2 induite par le biais d'un siRNA exprimé via un vecteur lentiviral dans l'hippocampe de souris générait des déficits de mémoire de travail sans affecter la mémoire de référence. En conclusion, ces résultats nous suggèrent que le transporteur aux monocarboxylates neuronal MCT2 serait essentiel pour l'apport énergétique du lactate pour les neurones dans des conditions de haute activité neuronale comme c'est le cas pendant les processus de plasticité synaptique.

Evidence for collective medication in ants

Social organisms are exposed to many pathogens, and have evolved various defence mechanisms to limit the cost of parasitism. Here we report the first evidence that ants use plant compounds as a collective mean of defence against microorganisms. The wood ants Formica paralugubris often incorporate large quantities of solidified conifer resin into their nests. By creating resin-free and resin-rich experimental nests, we demonstrate that this resin inhibits the growth of microorganisms in a context mimicking natural conditions. Such a collective medication probably confers major ecological advantages, and may be an unrecognized yet common feature of large, complex and successful societies.

Parasites and sociality in ants

SUMMARY : Parasites and sociality in ants This thesis investigates the complex relationships between sociality, defences against parasites and the regulation of social structures. We studied how fungal parasites influenced colony organization, collective defences and social immunity in the ant Formica selysi. We first describe the diversity and prevalence of fungal pathogens associated with ant nests. The richness of fungal parasites community may increase the risk of multiple infections and select for a diversification of anti-parasitic defences in ants. Collective defences are powerful means to combat parasites, but can also increase the risk of disease transmission. Here, we showed that allo-grooming (mutual cleaning) was directed towards every returning individuals, be they contaminated or not. This collective behaviour removed conidia more efficiently than self-grooming but did not improve the survival of contaminated individuals. This suggests that allo-grooming may rather protect the group than cure contaminated individuals. It may also permit "social vaccination" if a contact with contaminated ants protects groomers frorn a second fungal exposure. Social transfer of immunity is an emerging theme in insect immunology. Here, we showed that ants in contact with an ant from a different genetic lineage had a higher disease resistance. We also found that naïve ants had a higher resistance after a contact with an immunized ant. This suggests that a transfer of resistance is possible and that "social vaccination" may improve the resistance of the group. However, it remains unclear whether repeated exposure to parasites may also increase the resistance of infected individuals themselves. lmmune memory in invertebrates is still debated. We tested whether immune priming against fungal parasite arose in ants and whether it was strain-specific. We found no evidence of immune priming. Naïve and immunized ants had a similar survival when infected. Together with our previous results, this suggests that ants have evolved efficient collective anti-fungal defences but that these defences aim at protecting the group rather than the contaminated individuals. ln colonies of our study population, there is a strong variation in the number of breeders. This is associated with important changes in life-history traits like demography or queen and worker body size. In the second part of the thesis, we investigated how social structures evolved and were maintained. We showed that queens from monogyne and polygyne colonies were able to found new colonies both alone or in association. We also found that there was no difference between monogyne and polygyne colonies in the acceptance of additional queens. These results suggest that a high plasticity has been maintained in this population, which may permit to adapt rapidly to changing environmental conditions. RESUME : Parasites et socialité chez les fourmis Durant cette thèse, nous avons étudié comment la socialité apporte de nouvelles réponses a des problèmes complexes telle que la défense contre les parasites ou l'organisation de la vie en groupe. Nous avons choisi comme modèle la fourmi Formica selysi et ses champignons pathogènes. Nous avons d'abord montré que la diversité et la prévalence de champignons pathogènes associés aux nids de fourmis étaient très élevées. Cela a pu pousser les fourmis à diversifier le champ de leur défenses anti-parasitaires afin d'éviter les infections multiples, La socialité a en particulier permis l'évolution de défenses collectives qui pourraient être plus efficaces que les défenses individuelles. Nous nous sommes donc intéressés de plus près aux défenses collectives et avons étudié quels en étaient les coûts et les bénéfices pour le groupe et pour ses membres. Nous avons trouvé que les fourmis nettoyaient tous les individus entrant dans la colonie, qu'ils soient contaminés ou non. Cela permettait d'ôter plus de spores que le nettoyage individuel et n'augmentait pas la transmission de maladie. Cependant, le nettoyage mutuel n'augmentait pas non plus la survie des individus contaminés. ll se pourrait donc que ce comportement serve plutôt a éviter une dissémination de la maladie qu'à soigner les individus contaminés. Le nettoyage mutuel pourrait aussi permettre aux individus sains d'avoir un premier contact non-létal avec un parasite et d'être vaccinés contre une future exposition. Cette hypothèse a été soutenue par une expérience dans laquelle nous avons montré que le contact avec une fourmi immunisée permettait d'augmenter la résistance d'individus naïfs. Les fourmis avaient aussi une meilleure résistance lorsqu'elles étaient en contact avec une fourmi provenant d'une autre lignée génétique. Cette "vaccination sociale" pourrait permettre d'une part d'augmenter le nombre d'espèce de parasites contre lesquelles le groupe serait protégé et d'autre part de faire l'économie d'autres défenses individuelles telles que la réponse immunitaire. Nous avons testé si les fourmis étaient elles-mêmes "vaccinées", c'est-à-dire, si elles exprimaient une mémoire immunitaire après un premier contact avec un champignon parasite. Nous n'avons trouvé aucune différence de survie entre les individus naïfs et immunisés ce qui suggère les fourmis favorisent d'autres défenses que la mémoire immunitaire contre les champignons entomopathogènes. Cela suggère également que les comportements coopératifs anti-parasitaires pourraient compléter, voire remplacer les défenses individuelles. La socialité telle qu'elle est pratiquée par les fourmis pose un autre problème de poids qui est celui de savoir combien d'individus se reproduisent. En effet, si les ouvrières sont stériles, le nombre de reines assurant la reproduction peut varier considérablement. Dans la population de E sebrsi étudiée, les colonies monogynes (une reine) co-existent avec des colonies polygynes (plusieurs reines) dans le même habitat. Nous nous sommes demandés si ces structures sociales étaient fixes ou si un changement de l'une à l'autre était possible. Pour cela nous avons comparé la fondation de nouvelles colonies par les jeunes reines issues de colonies monogynes et polygynes. Nous avons également observé si l'acceptation de nouvelles reines était possible dans les deux types de colonies. Nous n'avons trouvé aucune différence entre les deux types de colonies. Cela suggère qu'un changement est possible et que l'évolution des structures sociales est un processus dynamique. Cela pourrait être dû à l'habitat particulièrement changeant dans lequel se trouve notre population qui exigerait d'être capable de s'adapter très rapidement a de nouvelles conditions.

Critical role for the chemokine receptor CXCR6 in NK cell-mediated antigen-specific memory of haptens and viruses.

Hepatic natural killer (NK) cells mediate antigen-specific contact hypersensitivity (CHS) in mice deficient in T cells and B cells. We report here that hepatic NK cells, but not splenic or naive NK cells, also developed specific memory of vaccines containing antigens from influenza, vesicular stomatitis virus (VSV) or human immunodeficiency virus type 1 (HIV-1). Adoptive transfer of virus-sensitized NK cells into naive recipient mice enhanced the survival of the mice after lethal challenge with the sensitizing virus but not after lethal challenge with a different virus. NK cell memory of haptens and viruses depended on CXCR6, a chemokine receptor on hepatic NK cells that was required for the persistence of memory NK cells but not for antigen recognition. Thus, hepatic NK cells can develop adaptive immunity to structurally diverse antigens, an activity that requires NK cell-expressed CXCR6.

Role of the naive and memory CD4+T-cell repertoire in transplantation

Purpose: The exact role of individual T cell-subsets in the development of rejection is not clearly defined. Given their distinct phenotypes, effector functions and trafficking patterns, naïve (CD45RBhiCD44lo) and memory (CD45RBloCD44hi) T cells may play distinct roles in anti-donor immunity after transplantation. Furthermore, only the CD4+CD45RBlo population contains CD4+CD25+ T cells, a subset with suppressive functions playing a major role in the maintenance of peripheral tolerance. The aim of this work was to study the contribution of these individual subsets in alloresponses via the direct and indirect pathways using a murine experimental model. Methods and materials: Purified naïve or memory CD4+ T cells were adoptively transferred into lymphopenic mice undergoing a skin allograft. Donor to recipient MHC combinations were chosen in order to study the direct and the indirect pathways of allorecognition separately. Graft survival and in vivo expansion, effector function and trafficking of the transferred T cells was assessed at different time points after transplantation. Results: We found that the cross-reactive CD4+CD45RBlo memory T-cell pool was heterogeneous and contained cells with regulatory potentials, both in the CD4+CD25+ and CD4+CD25-populations. CD4+ T cells capable of inducing strong primary alloreactive responses in vitro and rejection of a first allograft in vivo were mainly contained within the CD45RBhi naïve CD4+ T-cell compartment. CD4+CD45RBlo T cells proliferated less abundantly to allogeneic stimulation than their naïve counterparts both in vitro and in vivo, and allowed prolonged allograft survival even after the depletion of the CD4+CD25+ subset. Interestingly, CD4+CD25-CD45RBlo T cells were capable of prolonging allograft survival, mainly when the indirect pathway was the only mechanism of allorecognition. The indirect pathway response, which was shown to drive true chronic rejection and contribute to chronic allograft dysfunction, was predominantly mediated by naïve CD4+ T cells. Conclusion: This work provides new insights into the mechanisms that drive allograft rejection and should help develop new clinical immunosuppressive protocols. In particular, our results highlight the importance of selectively targeting individual T-cell subsets to prevent graft rejection but at the same time maintain immune protective responses to common pathogens.

Dominant human CD8 T cell clonotypes persist simultaneously as memory and effector cells in memory phase.

The adaptive immune system plays a critical role in protection at the time of secondary infection. It does so through the rapid and robust reactivation of memory T cells which are maintained long-term, in a phenotypically heterogeneous state, following their primary encounter with Ag. Although most HLA-A*0201/influenza matrix protein(58-66)-specific CD8 T cells from healthy donors display characteristics typical of memory T cells, through our extensive phenotypic analysis we have further shown that up to 20% of these cells express neither the IL-7 receptor CD127 nor the costimulatory molecule CD28. In contrast to the majority of CD28(pos) cells, granzyme B and perforin were frequently expressed by the CD28(neg) cells, suggesting that they are effector cells. Indeed, these cells were able to kill target cells, in an Ag-specific manner, directly ex vivo. Thus, our findings demonstrate the remarkable long-term persistence in healthy humans of not only influenza-specific memory cells, but also of effector T cells. We further observed that granzyme B expression in influenza-specific CD8 T cells paralleled levels in the total CD8 T cell population, suggestive of Ag-nonspecific bystander activation. Sequencing of TCR alpha- and beta-chains showed that the TCR repertoire specific for this epitope was dominated by one, or a few, T cell clonotype per healthy donor. Moreover, our sequencing analysis revealed, for the first time in humans, that identical clonotypes can coexist as both memory and effector T cells, thereby supporting the principle of multipotent clonotypic differentiation.