Molecular autopsy in sudden cardiac death and its implication for families: discussion of the practical, legal and ethical aspects of the multidisciplinary collaboration.

Sudden cardiac death (SCD) is a major cause of premature death in young adults and children in developed countries. Standard forensic autopsy procedures are often unsuccessful in determining the cause of SCD. Post-mortem genetic testing, also called molecular autopsy, has revealed that a non-negligible number of these deaths are a result of inherited cardiac diseases, including arrhythmic disorders such as congenital long QT syndrome and Brugada syndrome. Due to the heritability of these diseases, the potential implications for living relatives must be taken into consideration. Advanced diagnostic analyses, genetic counselling, and interdisciplinary collaboration should be integral parts of clinical and forensic practice. In this article we present a multidisciplinary collaboration established in Lausanne, with the goal of properly informing families of these pathologies and their implications for surviving family members. In Switzerland, as in many other countries, legal guidelines for genetic testing do not address the use of molecular tools for post-mortem genetic analyses in forensic practice. In this article we present the standard practice guidelines established by our multidisciplinary team.

Molecular detection and identification of zygomycetes species from paraffin-embedded tissues in a murine model of disseminated zygomycosis: a collaborative European Society of Clinical Microbiology and Infectious Diseases (ESCMID) Fungal Infection Study Group (EFISG) evaluation.

The present study was performed to assess the interlaboratory reproducibility of the molecular detection and identification of species of Zygomycetes from formalin-fixed paraffin-embedded kidney and brain tissues obtained from experimentally infected mice. Animals were infected with one of five species (Rhizopus oryzae, Rhizopus microsporus, Lichtheimia corymbifera, Rhizomucor pusillus, and Mucor circinelloides). Samples with 1, 10, or 30 slide cuts of the tissues were prepared from each paraffin block, the sample identities were blinded for analysis, and the samples were mailed to each of seven laboratories for the assessment of sensitivity. A protocol describing the extraction method and the PCR amplification procedure was provided. The internal transcribed spacer 1 (ITS1) region was amplified by PCR with the fungal universal primers ITS1 and ITS2 and sequenced. As negative results were obtained for 93% of the tissue specimens infected by M. circinelloides, the data for this species were excluded from the analysis. Positive PCR results were obtained for 93% (52/56), 89% (50/56), and 27% (15/56) of the samples with 30, 10, and 1 slide cuts, respectively. There were minor differences, depending on the organ tissue, fungal species, and laboratory. Correct species identification was possible for 100% (30 cuts), 98% (10 cuts), and 93% (1 cut) of the cases. With the protocol used in the present study, the interlaboratory reproducibility of ITS sequencing for the identification of major Zygomycetes species from formalin-fixed paraffin-embedded tissues can reach 100%, when enough material is available.

Molecular characterization and phenotypic expression of mutations in genes for gonadotropins and their receptors in humans.

Gonadotropin hormones undergo important dynamic changes during life. Their rise during puberty stimulates gonadal steroid secretion, triggering the development of secondary sexual characteristics and the acquisition of fertility. The full spectrum of possible mutations and polymorphisms in the human gonadotropins and in their receptor genes has been described in recent years. Patients harboring these mutations display a very wide range of phenotypes affecting all aspects of the reproductive axis. An important insight provided by the careful study of these patients lies in the striking gender differences in the phenotypes associated with a given mutation. As a result, the careful study of these rare patients has allowed us to better define the respective roles of luteinizing hormone and follicle-stimulating hormone in normal human pubertal development and in the achievement of full fertility potential in either males or females. In this work, we describe briefly the known mutations in the genes for both gonadotropins and their receptors, and discuss their genotype/phenotype correlations in light of these important gender differences.

Gene expression mapping in neuropathic pain : molecular plasticity in nociceptors and superficial dorsal horn

RESUME : La douleur neuropathique est le résultat d'une lésion ou d'un dysfonctionnement du système nerveux. Les symptômes qui suivent la douleur neuropathique sont sévères et leur traitement inefficace. Une meilleure approche thérapeutique peut être proposée en se basant sur les mécanismes pathologiques de la douleur neuropathique. Lors d'une lésion périphérique une douleur neuropathique peut se développer et affecter le territoire des nerfs lésés mais aussi les territoires adjacents des nerfs non-lésés. Une hyperexcitabilité des neurones apparaît au niveau des ganglions spinaux (DRG) et de la corne dorsale (DH) de la moelle épinière. Le but de ce travail consiste à mettre en évidence les modifications moléculaires associées aux nocicepteurs lésés et non-lésés au niveau des DRG et des laminae I et II de la corne dorsale, là où l'information nociceptive est intégrée. Pour étudier les changements moléculaires liés à la douleur neuropathique nous utilisons le modèle animal d'épargne du nerf sural (spared nerve injury model, SNI) une semaine après la lésion. Pour la sélection du tissu d'intérêt nous avons employé la technique de la microdissection au laser, afin de sélectionner une sous-population spécifique de cellules (notamment les nocicepteurs lésés ou non-lésés) mais également de prélever le tissu correspondant dans les laminae superficielles. Ce travail est couplé à l'analyse à large spectre du transcriptome par puce ADN (microarray). Par ailleurs, nous avons étudié les courants électriques et les propriétés biophysiques des canaux sodiques (Na,,ls) dans les neurones lésés et non-lésés des DRG. Aussi bien dans le système nerveux périphérique, entre les neurones lésés et non-lésés, qu'au niveau central avec les aires recevant les projections des nocicepteurs lésés ou non-lésés, l'analyse du transcriptome montre des différences de profil d'expression. En effet, nous avons constaté des changements transcriptionnels importants dans les nocicepteurs lésés (1561 gènes, > 1.5x et pairwise comparaison > 77%) ainsi que dans les laminae correspondantes (618 gènes), alors que ces modifications transcriptionelles sont mineures au niveau des nocicepteurs non-lésés (60 gènes), mais important dans leurs laminae de projection (459 gènes). Au niveau des nocicepteurs, en utilisant la classification par groupes fonctionnels (Gene Ontology), nous avons observé que plusieurs processus biologiques sont modifiés. Ainsi des fonctions telles que la traduction des signaux cellulaires, l'organisation du cytosquelette ainsi que les mécanismes de réponse au stress sont affectés. Par contre dans les neurones non-lésés seuls les processus biologiques liés au métabolisme et au développement sont modifiés. Au niveau de la corne dorsale de la moelle, nous avons observé des modifications importantes des processus immuno-inflammatoires dans l'aire affectée par les nerfs lésés et des changements associés à l'organisation et la transmission synaptique au niveau de l'aire des nerfs non-lésés. L'analyse approfondie des canaux sodiques a démontré plusieurs changements d'expression, principalement dans les neurones lésés. Les analyses fonctionnelles n'indiquent aucune différence entre les densités de courant tétrodotoxine-sensible (TTX-S) dans les neurones lésés et non-lésés même si les niveaux d'expression des ARNm des sous-unités TTX-S sont modifiés dans les neurones lésés. L'inactivation basale dépendante du voltage des canaux tétrodotoxine-insensible (TTX-R) est déplacée vers des potentiels positifs dans les cellules lésées et non-lésées. En revanche la vitesse de récupération des courants TTX-S et TTX-R après inactivation est accélérée dans les neurones lésés. Ces changements pourraient être à l'origine de l'altération de l'activité électrique des neurones sensoriels dans le contexte des douleurs neuropathiques. En résumé, ces résultats suggèrent l'existence de mécanismes différenciés affectant les neurones lésés et les neurones adjacents non-lésés lors de la mise en place la douleur neuropathique. De plus, les changements centraux au niveau de la moelle épinière qui surviennent après lésion sont probablement intégrés différemment selon la perception de signaux des neurones périphériques lésés ou non-lésés. En conclusion, ces modulations complexes et distinctes sont probablement des acteurs essentiels impliqués dans la genèse et la persistance des douleurs neuropathiques. ABSTRACT : Neuropathic pain (NP) results from damage or dysfunction of the peripheral or central nervous system. Symptoms associated with NP are severe and difficult to treat. Targeting NP mechanisms and their translation into symptoms may offer a better therapeutic approach.Hyperexcitability of the peripheral and central nervous system occurs in the dorsal root ganglia (DRG) and the dorsal horn (DH) of the spinal cord. We aimed to identify transcriptional variations in injured and in adjacent non-injured nociceptors as well as in corresponding laminae I and II of DH receiving their inputs.We investigated changes one week after the injury induced by the spared nerve injury model of NP. We employed the laser capture microdissection (LCM) for the procurement of specific cell-types (enrichment in nociceptors of injured/non-injured neurons) and laminae in combination with transcriptional analysis by microarray. In addition, we studied functionál properties and currents of sodium channels (Nav1s) in injured and neighboring non-injured DRG neurons.Microarray analysis at the periphery between injured and non-injured DRG neurons and centrally between the area of central projections from injured and non-injured neurons show significant and differential expression patterns. We reported changes in injured nociceptors (1561 genes, > 1.5 fold, >77% pairwise comparison) and in corresponding DH laminae (618 genes), while less modifications occurred in non-injured nociceptors (60 genes) and in corresponding DH laminae (459 genes). At the periphery, we observed by Gene Ontology the involvement of multiple biological processes in injured neurons such as signal transduction, cytoskeleton organization or stress responses. On contrast, functional overrepresentations in non-injured neurons were noted only in metabolic or developmentally related mechanisms. At the level of superficial laminae of the dorsal horn, we reported changes of immune and inflammatory processes in injured-related DH and changes associated with synaptic organization and transmission in DH corresponding to non-injured neurons. Further transcriptional analysis of Nav1s indicated several changes in injured neurons. Functional analyses of Nav1s have established no difference in tetrodotoxin-sensitive (TTX-S) current densities in both injured and non-injured neurons, despite changes in TTX-S Nav1s subunit mRNA levels. The tetrodotoxin-resistant (TTX-R) voltage dependence of steady state inactivation was shifted to more positive potentials in both injured and non-injured neurons, and the rate of recovery from inactivation of TTX-S and TTX-R currents was accelerated in injured neurons. These changes may lead to alterations in neuronal electrogenesis. Taken together, these findings suggest different mechanisms occurring in the injured neurons and the adjacent non-injured ones. Moreover, central changes after injury are probably driven in a different manner if they receive inputs from injured or non-injured neurons. Together, these distinct and complex modulations may contribute to NP.