Ascending aorta measurements as assessed by ECG-gated multi-detector computed tomography : a pilot study to etablish normative values for transcatheters therapies

Rapport de synthèse : Mesures de l'aorte ascendante par scanner synchronisé au rythme cardiaque: une étude pilote pour établir des valeurs normatives dans le cadre des futures thérapies par transcathéter. Objectif : L'objectif de cette étude est d'établir les valeurs morphométriques normatives de l'aorte ascendante à l'aide de l'angiographie par scanner synchronisé au rythme cardiaque, afin d'aider au développement des futurs traitements par transcathéter. Matériels et méthodes : Chez soixante-dix-sept patients (âgé de 22 à 83 ans, âge moyen: 54,7 ans), une angiographie par scanner synchronisé au rythme cardiaque a été réalisée pour évaluation des vaisseaux coronaires. Les examens ont été revus afin d'étudier l'anatomie de la chambre de chasse du ventricule gauche jusqu'au tronc brachio-céphalique droit. A l'aide de programmes de reconstructions multiplanaires et de segmentation automatique, différents diamètres et longueurs considérés comme importants pour les futurs traitements par transcathéter ont été mesurés. Les valeurs sont exprimées en moyennes, médianes, maximums, minimums, écart-types et en coefficients de variation. Les variations de diamètre de l'aorte ascendante durant le cycle cardiaque ont été aussi considérées. Résultats : Le diamètre moyen de la chambre de chasse du ventricule gauche était de 20.3+/-3.4 mm. Au niveau du sinus coronaire de l'aorte, il était de 34.2+/-4.1 mm et au niveau de la jonction sinotubulaire il était de 29.7+/-3.4 mm. Le diamètre moyen de l'aorte ascendante était de 32.7+/-3.8 mm. Le coefficient de variation de ces mesures variait de 12 à 17%. La distance moyenne entre l'insertion proximale des valvules aortiques et le départ du tronc brachio-céphalique droit était de 92.6+/-11.8 mm. La distance moyenne entre l'insertion proximale des valvules aortiques et l'origine de l'artère coronaire proximale était de 12.1+/-3.7 mm avec un coefficient de variation de 31%. La distance moyenne entre les deux ostia coronaires était de 7.2+/-3.1 mm avec un coefficient de variation de 43%. La longueur moyenne du petit arc de l'aorte ascendante entre l'artère coronaire gauche et le tronc brachio-céphalique droit était de 52.9+/-9.5 mm. La longueur moyenne de la continuité fibreuse entre la valve aortique et la valvule mitrale antérieure était de 14.6+/-3.3 mm avec un coefficient de variation de 23%. L'aire moyenne de la valve aortique était de 582.0+/-131.9 mm2. La variation du diamètre antéro-postérieur et transverse de l'aorte ascendante était respectivement de 8.4% et de 7.3%. Conclusion Il existe d'importantes variations inter-individuelles dans les mesures de l'aorte ascendante avec cependant des variations intra-individuelles faibles durant le cycle cardiaque. De ce fait, une approche personnalisée pour chaque patient est recommandée dans la confection des futures endoprothèses de l'aorte ascendante. Le scanner synchronisé au rythme cardiaque jouera un rôle prépondérant dans le bilan préthérapeutique. Abstract : The aim of this study was to provide an insight into normative values of the ascending aorta in regards to novel endovascular procedures using ECG-gated multi-detector CT angiography. Seventy-seven adult patients without ascending aortic abnormalities were evaluated. Measurements at relevant levels of the aortic root and ascending aorta were obtained. Diameter variations of the ascending aorta during cardiac cycle were also considered. Mean diameters (mm) were as follows: LV outflow tract 20.3+/-3.4, coronary sinus 34.2+/-4.1, sinotubular junction 29.7+-3.4 and mid ascending aorta 32.7+/-3.8 with coefficients of variation (CV) ranging from 12 to 17%. Mean distances (mm) were: from the plane passing through the proximal insertions of the aortic valve cusps to the right brachio-cephalic artery (BCA) 92.6111.8, from the plane passing through the proximal insertions of the aortic valve cusps to the proximal coronary ostium 12.1+/-3.7, and between both coronary ostia 7.2+/-3.1, minimal arc of the ascending aorta from left coronary ostium to right BCA 52.9 X9.5, and the fibrous continuity between the aortic valve and the anterior leaflet of the mitral valve 14.óf3.3, CV 13-43%. Mean aortic valve area was 582+-131.9 mm2. The variations of the antero-posterior and transverse diameters of the ascending aorta during the cardiac cycle were 8.4% and 7.3%, respectively. Results showed large inter-individual variations in diameters and distances but with limited intra-individual variations during the cardiac cycle. A personalized approach for planning endovascular devices must be considered.

INK4a/Arf is required for suppression of EGFR/DeltaEGFR(2-7)-dependent ERK activation in mouse astrocytes and glioma.

Amplification of the epidermal growth factor receptor (EGFR) or expression of its constitutively activated mutant, DeltaEGFR(2-7), in association with the inactivation of the INK4a/Arf gene locus is a frequent alteration in human glioblastoma. The notion of a cooperative effect between these two alterations has been demonstrated in respective mouse brain tumor models including our own. Here, we investigated underlying molecular mechanisms in early passage cortical astrocytes deficient for p16(INK4a)/p19(Arf) or p53, respectively, with or without ectopic expression of DeltaEGFR(2-7). Targeting these cells with the specific EGFR inhibitor tyrphostin AG1478 revealed that phosphorylation of ERK was only abrogated in the presence of an intact INK4a/Arf gene locus. The sensitivity to inhibit ERK phosphorylation was independent of ectopic expression of DeltaEGFR(2-7) and independent of the TP53 status. This resistance to downregulate the MAPK pathway in the absence of INK4a/Arf was confirmed in cell lines derived from our mouse glioma models with the respective initial genetic alterations. Thus, deletion of INK4a/Arf appears to keep ERK in its active, phosphorylated state insensitive to an upstream inhibitor specifically targeting EGFR/DeltaEGFR(2-7). This resistance may contribute to the cooperative tumorigenic effect selected for in human glioblastoma that may be of crucial clinical relevance for treatments specifically targeting EGFR/DeltaEGFR(2-7) in glioblastoma patients.

Aortic valve dysfunction and aortic dilatation in adults with coarctation of the aorta

Objectif: Déterminer la prévalence de la dysfonction de la valve aortique, de la dilatation de l'aorte proximale et des interventions au niveau de la valve aortique et de l'aorte ascendante chez les adultes avec une coarctation de l'aorte. Contexte: La dysfonction de la valve aortique et la dilatation de l'aorte proximale sont rares chez les enfants et les adolescents avec une coarctation de l'aorte. A long terme, les adultes pourraient être plus à risque de développer ce type de pathologie. Méthode: Nous avons rétrospectivement passé en revue tous les adultes avec une coarctation de l'aorte corrigée ou pas suivis au « Boston Children's Hospital » entre 2004 et 2010. Résultats: 216 adultes (56 % d'hommes) avec une coarctation ont été identifiés. L'âge médian à la dernière évaluation était de 28 (de 18 à 75) ans. Une bicuspidie aortique était présente dans 66% des cas. Au dernier contrôle, 3% avaient une sténose aortique modérée ou sévère et 4% avaient une insuffisance aortique modérée à sévère. Une dilatation de la racine de l'aorte ou de l'aorte ascendante était présente dans 28%, respectivement 42% des patients. Une dilatation au moins modérée de la racine de l'aorte ou de l'aorte ascendante (score Z > 4) était présente dans 8%, respectivement 14%. Les patients avec une bicuspidie aortique étaient plus sujets à avoir une dilatation au moins modérée de la racine de l'aorte ou de l'aorte ascendante comparés à ceux sans bicuspidie (20% contre 0%; p<0.001). L'âge était associé à une dilatation de l'aorte ascendante (p=0.04). Au dernier suivi, 6% avait nécessité une intervention au niveau de la valve aortique et 3% un remplacement de la racine de l'aorte ou de l'aorte ascendante.

Two alpha1-adrenergic receptor subtypes regulating the vasopressor response have differential roles in blood pressure regulation.

To study the functional role of individual alpha1-adrenergic (AR) subtypes in blood pressure (BP) regulation, we used mice lacking the alpha1B-AR and/or alpha1D-AR with the same genetic background and further studied their hemodynamic and vasoconstrictive responses. Both the alpha1D-AR knockout and alpha1B-/alpha1D-AR double knockout mice, but not the alpha1B-AR knockout mice, had significantly (p < 0.05) lower levels of basal systolic and mean arterial BP than wild-type mice in nonanesthetized condition, and they showed no significant change in heart rate or in cardiac function, as assessed by echocardiogram. All mutants showed a significantly (p < 0.05) reduced catecholamine-induced pressor and vasoconstriction responses. It is noteworthy that the infusion of norepinephrine did not elicit any pressor response at all in alpha1B-/alpha1D-AR double knockout mice. In an attempt to further examine alpha1-AR subtype, which is involved in the genesis or maintenance of hypertension, BP after salt loading was monitored by tail-cuff readings and confirmed at the endpoint by direct intra-arterial recording. After salt loading, alpha1B-AR knockout mice developed a comparable level of hypertension to wild-type mice, whereas mice lacking alpha1D-AR had significantly (p < 0.05) attenuated BP and lower levels of circulating catecholamines. Our data indicated that alpha1B- and alpha1D-AR subtypes participate cooperatively in BP regulation; however, the deletion of the functional alpha1D-AR, not alpha1B-AR, leads to an antihypertensive effect. The study shows differential contributions of alpha1B- and alpha1D-ARs in BP regulation.

Endoglycan mediates malignant leukocyte rolling on e-selectin and signals through SYK and the MAPK pathway

Selectins play a key role regulating leukocyte migration into tissues by mediating leukocyte tethering (capture) and rolling on inflamed endothelium and/or on adherent leukocytes or platelets. During leukocyte rolling, endothelial E- or P-selectin bind to glycoprotein ligands carrying sialyl Lewis χ (sLex) determinant. P-selectin glycoprotein ligand-1 (PSGL-1) is a common ligand for L-, P- and E-selectin, which sequentially cooperates with CD44 and E- selectin ligand-1 (ESL-1) to roll on E-selectin. During rolling on endothelial selectins, PSGL-1 and CD44 signal through Src family kinases and Syk, leading to αι_β2 integrin partial activation and slow rolling on intercellular adhesion molecule-1 (ICAM-1). Leukocyte exposure to chemokines then leads to firm adhesion. Little information is available on ligands that mediate malignant leukocyte rolling on E- selectin. We defined these ligands on U937 monoblasts by immunoadsorbtion and immunoblotting using mAb raised against CD43, CD44, PSGL-1, sLex/CLA determinants and E-selectin/IgM chimera. Immunoblotting and blot rolling assays demonstrated that PSGL-1, CD43, CD44 and a -125 kDa sLex/CLA positive ligand contribute to support E-seiectin- dependent rolling. This -125 kDa ligand is endoglycan, a member of the CD34 family of sialomucins. Endoglycan was frequently detected by flow cytometry on primary leukemia, lymphoma and multiple myeloma ceils (in -50% of cases). Endoglycan, immunopurified from U937 cells, as well as endoglycan/IgG chimera efficiently supported E-selectin dependent rolling. Membrane fractionation on sucrose gradient demonstrated that endoglycan is expressed in lipid rafts. We tested the hypothesis that it signals, like PSGL-1 and CD44, through Src kinases and the MAPK pathway. Indeed, endoglycan engagement induced Syk and ERK phosphorylation in a iipid raft-dependent manner. Syk activation was dependent on Src kinase activity. Downstream of Syk, endoglycan activated PI3K and Akt as well as Bruton's tyrosine kinase and p38 MAPK. Thus, endoglycan is a ligand for endothelial selectins which may contribute to regulate leukemia, lymphoma and multiple myeloma cell trafficking and interactions with bone marrow microenvironment. - Les sélectines contrôlent la migration tissulaire des leucocytes en assurant leur capture et leur roulement sur l'endothélium vasculaire enflammé et/ou sur des plaquettes ou des leucocytes adhérant à la paroi vasculaire. Lors du roulement leucocytaire, les sélectines endothéliales (E- et P-sélectine) se lient à des ligands porteurs du saccharide sialyl Lewis χ (sLex). PSGL-1 est un ligand commun des sélectines qui coopère avec CD44 et ESL-1 pour permettre la capture et le roulement des neutrophiles. Lorsque PSGL-1 et CD44 se lient aux sélectines endothéliales, elles induisent la phosphorylation des kinases Src et de Syk conduisant à l'activation partielle de l'intégrine aLp2 et au ralentissement des leucocytes sur les sélectines et ICAM-1. Les chimiokines induisent ensuite l'adhésion ferme des leucocytes. Les ligands des sélectines qui assurent le roulement, sur la E-sélectine, des cellules issues d'hémopathies malignes sont peu connus. Nous avons caractérisé ces ligands en les purifiant avec des anticorps dirigés contre CD43, CD44, PSGL-1, sLex/CLA et en utilisant la chimère E-sélectine/IgM. Des tests d'adhésion ont montré que PSGL-1, CD43, CD44 et une glycoprotéine de ~125 kDa soutiennent les interactions cellulaires dépendant de la E- sélectine. Le ligand de -125 kDa a été identifié comme étant l'endoglycan. Il a été détecté, par cytométrie de flux, sur les cellules leucémiques, les cellules de lymphomes ou de myélome multiple, dans ~50% des cas analysés. Sa forme membranaire, immunopurifiée, ou recombinante (endoglycan/lgG) soutient les interactions cellulaires dépendant de la E- sélectine. Nous avons montré qu'il réside dans les rafts lipidiques membranaires puis avons testé l'hypothèse que l'endoglycan, comme PSGL-1 et CD44, induit une signalisation via les kinases de type Src et la voie des MAPK. Nous avons pu observer que son engagement induit la phosphorylation de Syk et de ERK pour autant que la structure des rafts soit préservée. En aval de Syk, l'endoglycan active la PI3K, Akt, Btk et la MAPK p38. Ces résultats montrent que l'endoglycan est un ligand des sélectines endothéliales qui pourrait participer au contrôle du trafic et des interactions des cellules leucémiques, de lymphomes ou de myélomes multiples avec leur microenvironnement. - Le sang est un élément clé du fonctionnement de notre corps. La circulation sanguine permet la communication et le transfert de molécules et cellules entre divers organes. Lors d'une inflammation aiguë due à une réaction allergique, une infection ou une blessure, on observe un oedème local accompagné de rougeur, de chaleur et souvent de douleurs. Au sein des tissus enflammés, on observe des globules blancs (leucocytes) et diverses molécules inflammatoires qui attirent les leucocytes dans les tissus lésés (chimiokines). Le sang est composé de globules rouges, de plaquettes et de leucocytes spécialisés dans les défenses immunes. Pour atteindre le site d'inflammation, les leucocytes doivent quitter la circulation sanguine. Ils utilisent pour cela des molécules d'adhésion présentes à leur surface qui se lient à d'autres molécules d'adhésion de la paroi sanguine. Leurs interactions permettent aux leucocytes de rouler à la surface du vaisseau sanguin. Lorsqu'ils roulent au voisinage d'un site d'inflammation, les leucocytes sont exposés à des chimiokines qui induisent leur arrêt et les dirigent dans les tissus enflammés. Ce processus physiologique est aussi impliqué dans des pathologies telles que l'infarctus, l'artériosclérose ou la thrombose. Il peut être détourné à des fins moins louables par des cellules cancéreuses pour permettre leur dissémination (métastatisation). Dans ce travail de thèse, nous avons caractérisé une molécule d'adhésion qui soutient l'adhésion des leucocytes aux sélectines endothéliales: l'endoglycan. Nous avons observé que cette molécule d'adhésion est fréquemment exprimée par les cellules malignes de nombreuses maladies du sang comme les leucémies, les lymphomes et le myélome multiple. Nous avons également pu montrer que l'endoglycan envoie des signaux à l'intérieur des cellules malignes lorsqu'elles se lient aux sélectines endothéliales. Ces signaux pourraient jouer un rôle déterminant dans la régulation des interactions des cellules malignes avec leur microenvironnement. Elles pourraient peut-être aussi favoriser leur survie et leur prolifération.

Success of referral for alcohol dependent patients from a general hospital: predictive value of patient and process characteristics.

To assess the effectiveness of a multidisciplinary evaluation and referral process in a prospective cohort of general hospital patients with alcohol dependence. Alcohol-dependent patients were identified in the wards of the general hospital and its primary care center. They were evaluated and then referred to treatment by a multidisciplinary team; those patients who accepted to participate in this cohort study were consecutively included and followed for 6 months. Not included patients were lost for follow-up, whereas all included patients were assessed at time of inclusion, 2 and 6 months later by a research psychologist in order to collect standardized baseline patients' characteristics, process salient features and patients outcomes (defined as treatment adherence and abstinence). Multidisciplinary evaluation and therapeutic referral was feasible and effective, with a success rate of 43%for treatment adherence and 28%for abstinence at 6 months. Among patients' characteristics, predictors of success were an age over 45, not living alone, being employed and being motivated to treatment (RAATE-A score &lt; 18), whereas successful process characteristics included detoxification of the patient at time of referral and a full multidisciplinary referral meeting. This multidisciplinary model of evaluation and referral of alcohol dependent patients of a general hospital had a satisfactory level of effectiveness. Predictors of success and failure allow to identify subsets of patients for whom new strategies of motivation and treatment referral should be designed.

A Ca2+/H+ antiport system driven by the tonoplast pyrophosphate-dependent proton pump from maize roots.

Calcium uptake by tonoplast enriched membrane vesicles from maize (Zea mays L. cv. LG 11) primary roots was studied. A pH gradient, measured by the fluorescence quenching of quinacrine, was generated across sealed vesicles driven by the pyrophosphate-dependent proton pump. The fluorescence quenching was strongly inhibited by Ca2+; moreover, when increasing Ca2+ concentrations were added to vesicles at steady-state, a concomitant decrease in the proton gradient was observed. Ca2+ uptake using Ca-45(2+) was linear from 10 min when oxalate (10 mM) was present, while Ca2+ uptake was completely inhibited with proton ionophores (FCCP and monensin), indicating a Ca2+/H+ antiport. Membranes were further fractionated using a linear sucrose density gradient (10-45%) and were identified with marker enzymes. Ca2+ uptake co-migrated with the tonoplast pyrophosphate-dependent proton pumping, pyrophosphatase and ATPase activities: the Ca2+/H+ antiport is consequently located at the tonoplast.

Reconstitution into liposomes of the tonoplast ATP-and pyrophosphate-dependent proton pumps from Rubus hispidus cell cultures.

The ATP- and pyrophosphate-dependent proton pumps from tonoplast-enriched vesicles prepared from Rubus hispidus cell cultures were solubilized in the presence of polyoxyethylene(9,10)p-t-octylphenol (Triton X-100) and reconstituted into liposomes of soybean phospholipids, using Bio-Beads SM-2 to remove the detergent. The specific activity of the two pumps was greatly increased by the solubilization-reconstitution procedure. Identical characteristics were found for pyrophosphate-dependent proton transport in native and reconstituted vesicles. On the other hand, the ATP-dependent proton transport of the reconstituted vesicles was no longer inhibited by KNO3.

Purification and functional reconstitution of the tonoplast pyrophosphate-dependent proton pump fron Rubus hispidus cell cultures.

The hydrolytic subunit of the H+-translocating inorganic pyrophosphatase (V-PPase EC 3.6.1.1.) prepared from Rubus hispidus cell cultures has been purified from tonoplast-enriched membranes and analysed by SDS-polyacrylamide gel electrophoresis, Only one polypeptide of M(r) 70 000 was recovered with the V-PPase activity after solubilization in the presence of Triton X-100, purification by gel filtration (Superose) and anion exchange (Mono Q) chromatography. This polypeptide strongly cross-reacted with an antibody raised against the V-PPase from Vigna radiata. The tonoplast-enriched fraction was also used to solubilize and reconstitute the-V-PPase. The proteoliposomes showing a PPi-dependent proton transport activity were purified by gel filtration (Superose) and analysed by SDS-polyacrylamide gel electrophoresis. Only one polypeptide of M(r) 70 000 was recovered with the proton-pumping activity. All these data suggest that the native V-PPase from Rubus is composed of a single kind of polypeptide with an M(r) of 70 000 and representing the catalytic subunit.

A multilevel approach to understanding circadian rhythmicity : social and sleep-dependent effects in ants and mice

Résumé françaisLa majorité des organismes vivants sont soumis à l'alternance du jour et de la nuit, conséquence de la rotation de la terre autour de son axe. Ils ont développé un système interne de mesure du temps, appelé horloge circadienne, leur permettant de s'adapter et de synchroniser leur comportement et leur physiologie aux cycles de lumière. Cette dernière est considérée comme étant le signal majeur entraînant l'horloge interne et. par conséquent, les rythmes journaliers d'éveil et de sommeil. Outre sa régulation circadienne, le sommeil est contrôlé par un processus homéostatique qui détermine son besoin. La contribution de ces deux processus dans le fonctionnement cellulaire du cerveau n'a pas encore été investiguée. La mesure de l'amplitude ainsi que de la prévalence des ondes delta de l'EEG (activité delta) constitue un index très fiable du besoin de sommeil. Il a été démontré que cette activité est génétiquement déterminée et associée à un locus de trait quantitatif situé sur le chromosome 13 de la souris.Grâce à des expériences de privation de sommeil et d'analyses de transcriptome du cerveau dans trois souches de souris présentant diverses réponses à la privation de sommeil, nous avons trouvé que Homerla, localisé dans la région d'intérêt du chromosome 13, est le meilleur marqueur du besoin de sommeil. Homerla est impliqué dans la récupération de l'hyperactivité neuronale induite par le glutamate, grâce à son effet tampon sur le calcium intracellulaire. Une fonction fondamentale du sommeil pourrait donc être de protéger le cerveau et de lui permettre de récupérer après une hyperactivité neuronale imposée par une veille prolongée.De plus, nous avons montré que 2032 transcrits sont exprimés rythmiqueraent dans le cerveau de la souris, parmi lesquels seulement 391 le restent après que les animaux aient été privés de sommeil à différents moments au cours des 24 heures. Cette observation montre clairement que la plupart des changements rythmiques au niveau du transcriptome dépendent du sommeil et non de l'horloge circadienne et souligne ainsi l'importance du sommeil dans la physiologie des mammifères.La plupart des expériences concernant les rythmes circadiens ont été réalisées sur des individus isolés en négligeant l'effet du contexte social sur les comportements circadiens. Les espèces sociales, telles que les fourmis, se caractérisent par une division du travail où une répartition des tâches s'effectue entre ses membres. De plus, certaines d'entre elles doivent être pratiquées en continu comme les soins au couvain tandis que d'autres requièrent une activité rythmique comme le fourragement. Ainsi la fourmi est un excellent modèle pour l'étude de 1 influence du contexte social sur les rythmes circadiens.A ces fins, nous avons décidé d'étudier les rythmes circadiens chez une espèce de fourmi Camponotus fellah et de caractériser au niveau moléculaire son horloge circadienne. Nous avons ainsi développé un système vidéo permettant de suivre l'activité locomotrice de tous les individus d'une colonie. Nos résultats montrent que, bien que la plupart des fourmis soient arythmiques à l'intérieur de la colonie, elles développent d'amples rythmes d'activité en isolation. De plus, ces rythmes disparaissent presque aussitôt que la fourmi est réintroduite dans la colonie. Cette rythmicité observée en isolation semble être générée par l'horloge circadienne car elle persiste en condition constante (obscurité totale). Nous avons ensuite regardé si cette apparente arythmie observée dans la colonie résultait d'un effet masquant des interactions sociales sur les rythmes circadiens d'activité. Nos résultats suggèrent que l'horloge interne est fonctionnelle dans la colonie mais que l'expression de ses rythmes au niveau comportemental est inhibée par les interactions sociales. Les analyses moléculaires du statut de l'horloge dans différents contextes sociaux sont actuellement en cours. Le contexte social semble donc un déterminant majeur du comportement circadien chez la fourmi.AbstractAlmost all living organisms on earth are subjected to the alternance of day and night re-sulting from the rotation of the earth around its axis. They have evolved with an internal timing system, termed the circadian clock, enabling them to adapt and synchronize their behavior and physiology to the daily changes in light and related environmental parame¬ters. Light is thought to be the major cue entraining the circadian clock and consequently the rhythms of rest/activity. In addition to its circadian dependent timing, sleep is reg¬ulated by a homeostatic process that determines its need. The contribution of these two processes in the cellular functioning of the brain has not yet been considered. A highly reliable index of the homeostatic process of sleep is the measure of the amplitude and prevalence of the EEG delta waves (delta activity). It has been shown that sleep need, measured by delta activity, is genetically determined and associated with a Quantitative Trait Locus (QTL) located on the mouse chromosome 13. By using sleep deprivation and brain transcriptome profiling in three inbred mouse strains showing different responses to sleep loss, we found that Homerla, localized within this QTL region is the best transcrip¬tional marker of sleep need. Interestingly Homerla is primarily involved in the recovery from glutamate-induced neuronal hyperactivity by its buffering effect on intracellular cal¬cium. A fundamental function of sleep may therefore reside in the protection and recovery of the brain from a neuronal hyperactivity imposed by prolonged wakefulness.Moreover, time course gene expression experiments showed that 2032 brain tran¬scripts present a rhythmic variation, but only 391 of those remain rhythmic when mice are sleep deprived at four time points around the clock. This finding clearly suggests that most changes in gene transcription over the day are sleep-wake dependent rather than clock dependent and underlines the importance of sleep in mammalian physiology.In the second part of this PhD, I was interested in the social influence on circadian behavior. Most experiments done in the circadian field have been performed on isolated individuals and have therefore ignored the effect of the social context on circadian behav-ior. Eusocial insect species such as ants are characterized by a division of labor: colony tasks are distributed among individuals, some of them requiring continuous activity such as nursing or rhythmic ones such as foraging. Thus ants represent a suitable model to study the influence of the social context on the circadian clock and its output rhythms.The aim of this part was to address the effect of social context on circadian rhythms in the ant species Camponotus fellah and to characterize its circadian clock at the molecu¬lar level. We therefore developed a video tracking system to follow the locomotor activity of all individuals in a colony. Our results show that most ants are arrhythmic within the colony, but develop, when subjected to social isolation, strong rhythms of activity that intriguingly disappear when individuals are reintroduced into the colony. The rhythmicity observed in isolated ants seems to be driven by the circadian clock as it persists under constant conditions (complete darkness). We then tested whether the apparent arrhyth- micity in the colony stemmed from a masking effect of social interactions on circadian rhythms. Indeed, we found that circadian clocks of ants in the colony are functional but their expression at the behavioral level is inhibited by social interactions. The molecular assessment of the circadian clock functional state in the different social context is still under investigation. Our results suggest that social context is a major determinant of circadian behavior in ants.

The nuclear receptor DHR3 modulates dS6 kinase-dependent growth in Drosophila.

S6 kinases (S6Ks) act to integrate nutrient and insulin signaling pathways and, as such, function as positive effectors in cell growth and organismal development. However, they also have been shown to play a key role in limiting insulin signaling and in mediating the autophagic response. To identify novel regulators of S6K signaling, we have used a Drosophila-based, sensitized, gain-of-function genetic screen. Unexpectedly, one of the strongest enhancers to emerge from this screen was the nuclear receptor (NR), Drosophila hormone receptor 3 (DHR3), a critical constituent in the coordination of Drosophila metamorphosis. Here we demonstrate that DHR3, through dS6K, also acts to regulate cell-autonomous growth. Moreover, we show that the ligand-binding domain (LBD) of DHR3 is essential for mediating this response. Consistent with these findings, we have identified an endogenous DHR3 isoform that lacks the DBD. These results provide the first molecular link between the dS6K pathway, critical in controlling nutrient-dependent growth, and that of DHR3, a major mediator of ecdysone signaling, which, acting together, coordinate metamorphosis.

Control and host-dependent activation of insect toxin expression in a root-associated biocontrol pseudomonad.

Pseudomonas fluorescens CHA0 is a root-associated biocontrol agent that suppresses soil-borne fungal diseases of crops. Remarkably, the pseudomonad is also endowed with systemic and oral activity against pest insects which depends on the production of the insecticidal Fit toxin. The toxin gene (fitD) is part of a virulence cassette encoding three regulators (FitF, FitG, FitH) and a type I secretion system (FitABC-E). Immunoassays with a toxin-specific antibody and transcriptional analyses involving fitG and fitH deletion and overexpression mutants identified LysR family regulator FitG and response regulator FitH as activator and repressor, respectively, of Fit toxin and transporter expression. To visualize and quantify toxin expression in single live cells by fluorescence microscopy, we developed reporters which in lieu of the native toxin protein express a fusion of the Fit toxin with red fluorescent mCherry. In a wild-type background, expression of the mCherry-tagged Fit toxin was activated at high levels in insect hosts, i.e. when needed, yet not on plant roots or in batch culture. By contrast, a derepressed fitH mutant expressed the toxin in all conditions. P. fluorescens hence can actively induce insect toxin production in response to the host environment, and FitH and FitG are key regulators in this mechanism.

Azithromycin inhibits expression of the GacA-dependent small RNAs RsmY and RsmZ in Pseudomonas aeruginosa.

Azithromycin at clinically relevant doses does not inhibit planktonic growth of the opportunistic pathogen Pseudomonas aeruginosa but causes markedly reduced formation of biofilms and quorum-sensing-regulated extracellular virulence factors. In the Gac/Rsm signal transduction pathway, which acts upstream of the quorum-sensing machinery in P. aeruginosa, the GacA-dependent untranslated small RNAs RsmY and RsmZ are key regulatory elements. As azithromycin treatment and mutational inactivation of gacA have strikingly similar phenotypic consequences, the effect of azithromycin on rsmY and rsmZ expression was investigated. In planktonically growing cells, the antibiotic strongly inhibited the expression of both small RNA genes but did not affect the expression of the housekeeping gene proC. The azithromycin treatment resulted in reduced expression of gacA and rsmA, which are known positive regulators of rsmY and rsmZ, and of the PA0588-PA0584 gene cluster, which was discovered as a novel positive regulatory element involved in rsmY and rsmZ expression. Deletion of this cluster resulted in diminished ability of P. aeruginosa to produce pyocyanin and to swarm. The results of this study indicate that azithromycin inhibits rsmY and rsmZ transcription indirectly by lowering the expression of positive regulators of these small RNA genes.

Comparison of direct and indirect alcohol markers with PEth in blood and urine in alcohol dependent inpatients during detoxication.

The importance of direct and indirect alcohol markers to evaluate alcohol consumption in clinical and forensic settings is increasingly recognized. While some markers are used to prove abstinence from ethanol, other markers are suitable for detection of alcohol misuse. Phosphatidyl ethanol (PEth) is ranked among the latter. There is only little information about the correlation between PEth and other currently used markers (ethyl glucuronide, ethyl sulfate, carbohydrate deficient transferrin, gamma-glutamyl transpeptidase, and methanol) and about their decline during detoxification. To get more information, 18 alcohol-dependent patients in withdrawal therapy were monitored for these parameters in blood and urine for up to 19 days. There was no correlation between the different markers. PEth showed a rapid decrease at the beginning of the intervention, a slow decline after the first few days, and could still be detected after 19 days of abstinence from ethanol.