Détectabilité extra-fovéale sur des images anatomiques

Contexte¦- Les métastases hépatiques hypovasculaires sont parfois difficile à détecter car très polymorphiques et fréquemment irrégulières. Leurs contrastes sur CT scan hépatique sont souvent faibles.¦- Lors d'un diagnostic, le radiologue ne fixe pas sa vision fovéale sur chaque pixel de l'image. Les expériences de psychophysique avec eye-tracker montrent en effet que le radiologue se concentre sur quelques points spécifiques de l'image appelés fixations. Dans ce travail, nous nous intéresserons aux capacités de détection de l'oeil lorsque l'observateur effectue une saccade entre deux points de fixation. Plus particulièrement, nous nous intéresserons à caractériser les capacités de l'oeil à détecter les signaux se trouvant en dehors de sa vision fovéale, dans ce qu'on appelle, la vision périphérique.¦Objectifs¦- Caractériser l'effet de l'excentricité de la vision sur la détectabilité des contrastes dans le cas de métastases hépatiques hypovasculaires.¦- Récolter des données expérimentales en vue de créer un modèle mathématique qui permettra, à terme, de qualifier le système d'imagerie.¦- → objectifs du TM en soit :¦o prendre en main l'eyetracker¦o traduire une problématique médicale en une expérience scientifique reproductible, quantifiable et qualifiable.¦Méthode¦Nous effectuons une expérience 2AFC (2 Alternative Forced-Choice experiment) afin d'estimer la détectabilité du signal. Pour cela, nous forcerons l'observateur à maintenir son point de fixation à un endroit défini et vérifié par l'eye-tracker. La position del'excentricité du signal tumoral généré sur une coupe de CT hépatique sera le paramètre varié. L'observateur se verra présenté tour à tour deux coupes de CT hépatique, l'une comportant le signal tumoral standardisé et l'autre ne comportant pas le signal. L'observateur devra déterminer quelle image contient la pathologie avec la plus grande probabilité.¦- Cette expérience est un modèle simplifié de la réalité. En effet, le radiologue ne fixe pas un seul point lors de sa recherche mais effectue un "scanpath". Une seconde expérience, dite en free search sera effectuée dans la mesure du temps à disposition. Lors de cette expérience, le signal standardisé sera connu de l'observateur et il n'y aura plus de point de fixation forcée. L'eyetracker suivra le scanpath effectué par l'oeil de l'observateur lors de la recherche du signal sur une coupe de CT scan hépatique. L'intérêt de cette expérience réside dans l'observation de la corrélation entre les saccades et la découverte du signal. Elle permet aussi de vérifier les résultats obtenus lors de la première expérience.¦Résultats escomptés¦- Exp1 : Quantifier l'importance de l'excentricité en radiologie et aider à améliorer la performance de recherche.¦- Exp 2 : tester la validité des résultats obtenus par la première expérience.¦Plus value escomptée¦- Récolte de données pour créer un modèle mathématique capable de déterminer la qualité de l'image radiologique.¦- Possibilité d'extension à la recherche dans les trois dimensions du CT scan hépatique.

Association of nuclear matrix proteins with granular and threaded nuclear bodies in cell lines undergoing apoptosis.

The granules which appear in the nucleolar area in apoptotic HL-60 cells after camptothecin administration (Zweyer et al., Exp. Cell Res. 221,27-40, 1995) were detected also in several other cell lines induced to undergo apoptosis by different stimuli, such as MOLT-4 treated with staurosporine, K-562 incubated with actinomycin D, P-815 exposed to temperature causing heat shock, Jurkat cells treated with EGTA, U-937 growing in the presence of cycloheximide and tumor necrosis factor-alpha, and HeLa cells treated with etoposide. Using immunoelectron microscopy techniques, we demonstrate that, besides the already described nuclear matrix proteins p125 and p160, these granules contain other nucleoskeletal polypeptides such as proliferating cell nuclear antigen, a component of ribonucleoprotein particles, a 105-kDa constituent of nuclear spliceosomes, and the 240-kDa nuclear mitotic apparatus-associated protein referred to as NuMA. Moreover, we also found in the granules SAF-A/hn-RNP-U and SATB1 proteins, two polypeptides that have been reported to bind scaffold-associated regions DNA sequences in vitro, thus mediating the formation of looped DNA structures in vivo. Fibrillarin and coilin are not present in these granules or the PML protein. Thus, the granules seen during the apoptotic process apparently are different from coiled bodies or other types of nuclear bodies. Furthermore, these granules do not contain chromatin components such as histones and DNA. Last, Western blotting analysis revealed that nuclear matrix proteins present in the granules are not proteolytically degraded except for the NuMA polypeptide. We propose that these granules might represent aggregates of nuclear matrix proteins forming during the apoptotic process. Moreover, since the granules are present in several cell lines undergoing apoptosis, they could be considered a previously unrecognized morphological hallmark of the apoptotic process.

Genes encoding tumor necrosis factor alpha and granzyme A are expressed during development of autoimmune diabetes.

Progressive destruction of the insulin-producing beta cells in nonobese diabetic mice is observed after infiltration of the pancreas with lymphocytes [Makino, S., Kunimoto, K., Muraoka, Y., Mizushima, Y., Katagiri, K. & Tochino, Y. (1980) Exp. Anim. (Tokyo) 29, 1-13]. We show that the genes for tumor necrosis factor alpha and granzyme A, a serine protease associated with cytoplasmic granules of cytotoxic cells, are expressed during the development of spontaneous diabetes mellitus in the nonobese diabetic mouse. Granzyme A-positive cells are found both in and surrounding the islets, implying induction prior to islet infiltration. Tumor necrosis factor alpha expression is exclusively observed in the intra-islet infiltrate, predominantly in lymphocytes adjacent to insulin-producing beta cells, the targets of the autoimmune destruction, implying that tumor necrosis factor alpha expression is induced locally--i.e., in the islet. A considerable portion of cells expressing tumor necrosis factor alpha appear to be CD4+ T cells. This T-cell subset was previously shown to be necessary for development of the disease. Thus, these findings may be important for understanding the pathogenesis of autoimmune diabetes mellitus and potentially also for that of other T-cell-mediated autoimmune diseases.

Expansion and tissue infiltration of an allospecific CD4+CD25+CD45RO+IL-7Ralphahigh cell population in solid organ transplant recipients.

It has been recently shown (Seddiki, N., B. Santner-Nanan, J. Martinson, J. Zaunders, S. Sasson, A. Landay, M. Solomon, W. Selby, S.I. Alexander, R. Nanan, et al. 2006. J. Exp. Med. 203:1693-1700.) that the expression of interleukin (IL) 7 receptor (R) alpha discriminates between two distinct CD4 T cell populations, both characterized by the expression of CD25, i.e. CD4 regulatory T (T reg) cells and activated CD4 T cells. T reg cells express low levels of IL-7Ralpha, whereas activated CD4 T cells are characterized by the expression of IL-7Ralpha(high). We have investigated the distribution of these two CD4 T cell populations in 36 subjects after liver and kidney transplantation and in 45 healthy subjects. According to a previous study (Demirkiran, A., A. Kok, J. Kwekkeboom, H.J. Metselaar, H.W. Tilanus, and L.J. van der Laan. 2005. Transplant. Proc. 37:1194-1196.), we observed that the T reg CD25(+)CD45RO(+)IL-7Ralpha(low) cell population was reduced in transplant recipients (P < 0.00001). Interestingly, the CD4(+)CD25(+)CD45RO(+)IL-7Ralpha(high) cell population was significantly increased in stable transplant recipients compared with healthy subjects (P < 0.00001), and the expansion of this cell population was even greater in patients with documented humoral chronic rejection compared with stable transplant recipients (P < 0.0001). The expanded CD4(+)CD25(+)CD45RO(+)IL-7Ralpha(high) cell population contained allospecific CD4 T cells and secreted effector cytokines such as tumor necrosis factor alpha and interferon gamma, thus potentially contributing to the mechanisms of chronic rejection. More importantly, CD4(+)IL-7Ralpha(+)and CD25(+)IL-7Ralpha(+) cells were part of the T cell population infiltrating the allograft of patients with a documented diagnosis of chronic humoral rejection. These results indicate that the CD4(+)CD25(+)IL-7Ralpha(+) cell population may represent a valuable, sensitive, and specific marker to monitor allospecific CD4 T cell responses both in blood and in tissues after organ transplantation.

What to compare and how: Comparative transcriptomics for Evo-Devo.

Evolutionary developmental biology has grown historically from the capacity to relate patterns of evolution in anatomy to patterns of evolution of expression of specific genes, whether between very distantly related species, or very closely related species or populations. Scaling up such studies by taking advantage of modern transcriptomics brings promising improvements, allowing us to estimate the overall impact and molecular mechanisms of convergence, constraint or innovation in anatomy and development. But it also presents major challenges, including the computational definitions of anatomical homology and of organ function, the criteria for the comparison of developmental stages, the annotation of transcriptomics data to proper anatomical and developmental terms, and the statistical methods to compare transcriptomic data between species to highlight significant conservation or changes. In this article, we review these challenges, and the ongoing efforts to address them, which are emerging from bioinformatics work on ontologies, evolutionary statistics, and data curation, with a focus on their implementation in the context of the development of our database Bgee (http://bgee.org). J. Exp. Zool. (Mol. Dev. Evol.) 324B: 372-382, 2015. © 2015 Wiley Periodicals, Inc.

Development of novel immunotherapies against bladder cancer

Le cancer de la vessie est le deuxième cancer urologique le plus fréquent dans le monde. La plupart des patients (75%) sont initialement diagnostiqués avec un cancer non musculo- invasif. Après résection trans-urétrale, ie traitement standard pour ce type de lésion chez les patients présentant un risque important de récidive/progression consiste en une série d'instillations intravésicales du Bacille de Calmette-Guerin (i.e. le vaccin BCG). Cependant cette "BCG thérapie" est associée à des effets secondaires non négligeables et s'avère inefficace dans 30% des cas, des limitations donc importantes qui soulignent la nécessité de développer des stratégies thérapeutiques alternatives. L'utilisation d'antigènes associés aux tumeurs (TAA) comme vaccin, combinée à une application locale d'immunostimulants sur le site tumoral, est une approche prometteuse en vue de maximiser les réponses immunitaires anti-tumorales localement. Nous montrons que la bactérie vivante atténuée Ty21a, issue du vaccin Vivotif® contre la fièvre typhoïde, peut être utilisée comme immunostimulant intravésical (IVES), mais ce uniquement dans le cas où la bactérie est en phase exponentielle de croissance (Vivotif exp). En effet, l'instillation IVES de Vivotif exp à la suite d'une vaccination par un TAA, un antigène mineur d'histocompatibilité mâle H-Y (Uty), permet d'augmenter de 15 fois le nombre de cellules T CD8 totales et spécifiques de l'antigène dans la vessie. Le recrutement des cellules T est TLR4-dépendent, ce qui suggère un rôle des lipopolysaccharides du Vivotif exp. Par ailleurs, en comparaison avec le contenu bactérien de la capsule de Vivotif, les bactéries en phase exponentielle de croissance permettent également une augmentation préférentielle des chemokines C5/C5a, CXCL1, CXCL2 et CXCL5 dans la vessie, mais pas du nombre de cellules T exprimant les récepteurs apparentés (C5aR et CXCR2). De plus, combiner la vaccination Uty avec le Vivotif exp en IVES permet d'améliorer la survie des souris présentant une tumeur orthotopique de la vessie exprimant l'antigène Uty (lignée tumorale murine MB49). Puisque pour certains cancers, aucun TAA - du moins exprimé à tous les stades tumoraux - n'est identifié, il est nécessaire de développer d'autres approches non vaccinales. Dans une deuxième partie de ce travail de thèse, nous avons donc investigué deux stratégies permettant d'induire une destruction des cellules tumorales, la thérapie génique par gène de suicide, d'une part, et la thérapie photodynamique dans le proche infrarouge (NIR-PDT), d'autre part. Pour appliquer ces thérapies, nous avons utilisé comme vecteur sûr et non toxique une forme non réplicative du virus du « Human Papillomavirus » (HPV) capable de "pseudo-infecter" préférentiellement les souris présentant des tumeurs vésicales (MB49). L'utilisation de pseudovirions (PsV) HPV portant comme gène suicide la thymidine kinase, une enzyme du virus de l'herpès simplex, suivi d'un traitement par la prodrogue Ganciclovir, permet de tuer 90% des cellules MB49 in-vitro ainsi que de ralentir significativement le développement des tumeurs vésicales in-vivo. Par ailleurs, l'emploi de particules pseudo- virales HPV couplées à la phtalocyanine IR700, un pigment photosensible présentant un pouvoir cytotoxique une fois activé, permet de tuer, après application d'une lumière dans le proche infrarouge, quasi 100% des cellules MB49 in-vitro et, plus important, de régresser des tumeurs in-vivo. De façon générale, ce travail de thèse présente des approches thérapeutiques innovantes et prometteuses pour le traitement des patients avec un cancer non musculo-invasif de la vessie. -- Bladder cancer is the second most common urological malignancy in the world. At initial diagnosis, non-muscle invasive bladder cancer (NMIBC) accounts for 75% of bladder cancer. The standard of care of NMIBC consists of intravesical (IVES) treatments with Bacillus- Calmette-Guerin (BCG) following transurethral resections of the lesions. However, repeated BCG treatments are associated with significant side effects and treatment failure may occur in 30% of the cases, underlying the necessity of alternative therapeutic strategies. The use of tumor-associated antigens (TAA) as vaccines followed by the local application of immunostimulants where the tumor resides is a promising approach to increase anti-tumor immune responses locally. We show that live attenuated Ty21a bacteria used from the vivotif® vaccine against typhoid fever can efficiently be used as IVES immunostimulant, only if bacteria are grown to exponential phase (Vivotif exp). In this condition, IVES immunostimulation after TAA vaccination with a minor histocompatibility male antigen HY (Uty) resulted in more than 15-fold increase of both vaccine-specific and total CD8-T cells in the bladder. T cell recruitment was mediated by TLR-4 suggesting that it was mainly mediated by lipopolysaccharides of Vivotif exp. In addition, these bacteria, as compared to the bacterial content of the vivotif capsule preferentially increased C5/C5a, CXCL1, CXCL2 and CXCL5 chemokines, but not the numbers of T cells expressing the cognate receptors (C5aR and CXCR2). Combination of IVES Vivotif exp with Uty vaccination improved survival of mice with pre-established orthotopic Uty-expressing MB49 murine bladder tumors, as compared to vaccination alone. As known TAA are not identified in all cancers, or not expressed in all stages of the tumor, we further investigated two potent approaches able of initiating tumor-cell destruction, suicide-gene therapy and near-infrared (NIR) photodynamic therapy (PDT). Towards a safe and non-toxic application of these therapies, we used Human Papillomavirus (HPV) replication-defective vectors that were able to preferentially pseudo-infect MB49-tumor bearing mice. HPV pseudovirions (PsV) carrying the Herpex-Simplex virus thymidine kinase suicide-gene followed by treatment with the prodrug Ganciclovir resulted in 90% of MB49 cell-death in-vitro and was able to significantly reduce bladder tumor growth in-vivo. Furthermore, HPV virus-like particles coupled to a NIR phtalocyanine dye, IR700 in combination with specific NIR light led to almost 100% of MB49 cell-death in-vitro and more interestingly, to bladder tumors shrinkage in-vivo. Overall, in this thesis, we offer promising therapeutic approaches for application in NMIBC patients.