A deterministic model to assess the impact of AIDS interventions in countries with generalized HIV epidemic. An application to Botswana

General introductionThe Human Immunodeficiency/Acquired Immunodeficiency Syndrome (HIV/AIDS) epidemic, despite recent encouraging announcements by the World Health Organization (WHO) is still today one of the world's major health care challenges.The present work lies in the field of health care management, in particular, we aim to evaluate the behavioural and non-behavioural interventions against HIV/AIDS in developing countries through a deterministic simulation model, both in human and economic terms. We will focus on assessing the effectiveness of the antiretroviral therapies (ART) in heterosexual populations living in lesser developed countries where the epidemic has generalized (formerly defined by the WHO as type II countries). The model is calibrated using Botswana as a case study, however our model can be adapted to other countries with similar transmission dynamics.The first part of this thesis consists of reviewing the main mathematical concepts describing the transmission of infectious agents in general but with a focus on human immunodeficiency virus (HIV) transmission. We also review deterministic models assessing HIV interventions with a focus on models aimed at African countries. This review helps us to recognize the need for a generic model and allows us to define a typical structure of such a generic deterministic model.The second part describes the main feed-back loops underlying the dynamics of HIV transmission. These loops represent the foundation of our model. This part also provides a detailed description of the model, including the various infected and non-infected population groups, the type of sexual relationships, the infection matrices, important factors impacting HIV transmission such as condom use, other sexually transmitted diseases (STD) and male circumcision. We also included in the model a dynamic life expectancy calculator which, to our knowledge, is a unique feature allowing more realistic cost-efficiency calculations. Various intervention scenarios are evaluated using the model, each of them including ART in combination with other interventions, namely: circumcision, campaigns aimed at behavioral change (Abstain, Be faithful or use Condoms also named ABC campaigns), and treatment of other STD. A cost efficiency analysis (CEA) is performed for each scenario. The CEA consists of measuring the cost per disability-adjusted life year (DALY) averted. This part also describes the model calibration and validation, including a sensitivity analysis.The third part reports the results and discusses the model limitations. In particular, we argue that the combination of ART and ABC campaigns and ART and treatment of other STDs are the most cost-efficient interventions through 2020. The main model limitations include modeling the complexity of sexual relationships, omission of international migration and ignoring variability in infectiousness according to the AIDS stage.The fourth part reviews the major contributions of the thesis and discusses model generalizability and flexibility. Finally, we conclude that by selecting the adequate interventions mix, policy makers can significantly reduce the adult prevalence in Botswana in the coming twenty years providing the country and its donors can bear the cost involved.Part I: Context and literature reviewIn this section, after a brief introduction to the general literature we focus in section two on the key mathematical concepts describing the transmission of infectious agents in general with a focus on HIV transmission. Section three provides a description of HIV policy models, with a focus on deterministic models. This leads us in section four to envision the need for a generic deterministic HIV policy model and briefly describe the structure of such a generic model applicable to countries with generalized HIV/AIDS epidemic, also defined as pattern II countries by the WHO.

The Stealthy Superbug: the Role of Asymptomatic Enteric Carriage in Maintaining a Long-Term Hospital Outbreak of ST228 Methicillin-Resistant Staphylococcus aureus.

UNLABELLED: Whole-genome sequencing (WGS) of 228 isolates was used to elucidate the origin and dynamics of a long-term outbreak of methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA) sequence type 228 (ST228) SCCmec I that involved 1,600 patients in a tertiary care hospital between 2008 and 2012. Combining of the sequence data with detailed metadata on patient admission and movement confirmed that the outbreak was due to the transmission of a single clonal variant of ST228, rather than repeated introductions of this clone into the hospital. We note that this clone is significantly more frequently recovered from groin and rectal swabs than other clones (P < 0.0001) and is also significantly more transmissible between roommates (P < 0.01). Unrecognized MRSA carriers, together with movements of patients within the hospital, also seem to have played a major role. These atypical colonization and transmission dynamics can help explain how the outbreak was maintained over the long term. This "stealthy" asymptomatic colonization of the gut, combined with heightened transmissibility (potentially reflecting a role for environmental reservoirs), means the dynamics of this outbreak share some properties with enteric pathogens such as vancomycin-resistant enterococci or Clostridium difficile. IMPORTANCE: Using whole-genome sequencing, we showed that a large and prolonged outbreak of methicillin-resistant Staphylococcus aureus was due to the clonal spread of a specific strain with genetic elements adapted to the hospital environment. Unrecognized MRSA carriers, the movement of patients within the hospital, and the low detection with clinical specimens were also factors that played a role in this occurrence. The atypical colonization of the gut means the dynamics of this outbreak may share some properties with enteric pathogens.

Cumulative cultural dynamics and the coevolution of cultural innovation and transmission: an ESS model for panmictic and structured populations.

When individuals in a population can acquire traits through learning, each individual may express a certain number of distinct cultural traits. These traits may have been either invented by the individual himself or acquired from others in the population. Here, we develop a game theoretic model for the accumulation of cultural traits through individual and social learning. We explore how the rates of innovation, decay, and transmission of cultural traits affect the evolutionary stable (ES) levels of individual and social learning and the number of cultural traits expressed by an individual when cultural dynamics are at a steady-state. We explore the evolution of these phenotypes in both panmictic and structured population settings. Our results suggest that in panmictic populations, the ES level of learning and number of traits tend to be independent of the social transmission rate of cultural traits and is mainly affected by the innovation and decay rates. By contrast, in structured populations, where interactions occur between relatives, the ES level of learning and the number of traits per individual can be increased (relative to the panmictic case) and may then markedly depend on the transmission rate of cultural traits. This suggests that kin selection may be one additional solution to Rogers's paradox of nonadaptive culture.

Female-biased infection and transmission of the gastrointestinal nematode Trichuris arvicolae infecting the common vole, Microtus arvalis.

Previous studies addressing the importance of host gender in parasite transmission have shed light on males as the more important hosts, with the higher transmission potential of males being explained by the fact that they often harbour higher parasite loads than females. However, in some systems females are more heavily infected than males and may be responsible for driving infection under such circumstances. Using a wild population of common voles (Microtus arvalis), we showed that females were more frequently infected by the intestinal nematode Trichuris arvicolae than males (i.e. prevalence based on the presence of eggs in the faeces) and that females were shedding greater numbers of parasite eggs per gram of faeces (EPG) than males. By applying an anthelmintic treatment to either male or female voles, we demonstrated that treating females significantly reduced parasite burdens (i.e. prevalence and EPG) of both male and female hosts, while treating males only reduced parasite burden in males. These findings indicate that in this female-biased infection system females play a more important role than males in driving the dynamics of parasite transmission.

Glutamatergic regulation of mitochondrial ion dynamics in astrocytes

Résumé grand public :Le cerveau se compose de cellules nerveuses appelées neurones et de cellules gliales dont font partie les astrocytes. Les neurones communiquent entre eux par signaux électriques et en libérant des molécules de signalisation comme le glutamate. Les astrocytes ont eux pour charge de capter le glucose depuis le sang circulant dans les vaisseaux sanguins, de le transformer et de le transmettre aux neurones pour qu'ils puissent l'utiliser comme source d'énergie. L'astrocyte peut ensuite utiliser ce glucose de deux façons différentes pour produire de l'énergie : la première s'opère dans des structures appelées mitochondries qui sont capables de produire plus de trente molécules riches en énergie (ATP) à partir d'une seule molécule de glucose ; la seconde possibilité appelée glycolyse peut produire deux molécules d'ATP et un dérivé du glucose appelé lactate. Une théorie couramment débattue propose que lorsque les astrocytes capturent le glutamate libéré par les neurones, ils libèrent en réponse du lactate qui servirait de base énergétique aux neurones. Cependant, ce mécanisme n'envisage pas une augmentation de l'activité des mitochondries des astrocytes, ce qui serait pourtant bien plus efficace pour produire de l'énergie.En utilisant la microscopie par fluorescence, nous avons pu mesurer les changements de concentrations ioniques dans les mitochondries d'astrocytes soumis à une stimulation glutamatergique. Nous avons démontré que les mitochondries des astrocytes manifestent des augmentations spontanées et transitoires de leur concentrations ioniques, dont la fréquence était diminuée au cours d'une stimulation avec du glutamate. Nous avons ensuite montré que la capture de glutamate augmentait la concentration en sodium et acidifiait les mitochondries des astrocytes. En approfondissant ces mécanismes, plusieurs éléments ont suggéré que l'acidification induite diminuerait le potentiel de synthèse d'énergie d'origine mitochondriale et la consommation d'oxygène dans les astrocytes. En résumé, l'ensemble de ces travaux suggère que la signalisation neuronale impliquant le glutamate dicte aux astrocytes de sacrifier temporairement l'efficacité de leur métabolisme énergétique, en diminuant l'activité de leurs mitochondries, afin d'augmenter la disponibilité des ressources énergétiques utiles aux neurones.Résumé :La remarquable efficacité du cerveau à compiler et propager des informations coûte au corps humain 20% de son budget énergétique total. Par conséquent, les mécanismes cellulaires responsables du métabolisme énergétique cérébral se sont adéquatement développés pour répondre aux besoins énergétiques du cerveau. Les dernières découvertes en neuroénergétique tendent à démontrer que le site principal de consommation d'énergie dans le cerveau est situé dans les processus astrocytaires qui entourent les synapses excitatrices. Un nombre croissant de preuves scientifiques a maintenant montré que le transport astrocytaire de glutamate est responsable d'un coût métabolique important qui est majoritairement pris en charge par une augmentation de l'activité glycolytique. Cependant, les astrocytes possèdent également un important métabolisme énergétique de type mitochondrial. Par conséquent, la localisation spatiale des mitochondries à proximité des transporteurs de glutamate suggère l'existence d'un mécanisme régulant le métabolisme énergétique astrocytaire, en particulier le métabolisme mitochondrial.Afin de fournir une explication à ce paradoxe énergétique, nous avons utilisé des techniques d'imagerie par fluorescence pour mesurer les modifications de concentrations ioniques spontanées et évoquées par une stimulation glutamatergique dans des astrocytes corticaux de souris. Nous avons montré que les mitochondries d'astrocytes au repos manifestaient des changements individuels, spontanés et sélectifs de leur potentiel électrique, de leur pH et de leur concentration en sodium. Nous avons trouvé que le glutamate diminuait la fréquence des augmentations spontanées de sodium en diminuant le niveau cellulaire d'ATP. Nous avons ensuite étudié la possibilité d'une régulation du métabolisme mitochondrial astrocytaire par le glutamate. Nous avons montré que le glutamate initie dans la population mitochondriale une augmentation rapide de la concentration en sodium due à l'augmentation cytosolique de sodium. Nous avons également montré que le relâchement neuronal de glutamate induit une acidification mitochondriale dans les astrocytes. Nos résultats ont indiqué que l'acidification induite par le glutamate induit une diminution de la production de radicaux libres et de la consommation d'oxygène par les astrocytes. Ces études ont montré que les mitochondries des astrocytes sont régulées individuellement et adaptent leur activité selon l'environnement intracellulaire. L'adaptation dynamique du métabolisme énergétique mitochondrial opéré par le glutamate permet d'augmenter la quantité d'oxygène disponible et amène au relâchement de lactate, tous deux bénéfiques pour les neurones.Abstract :The remarkable efficiency of the brain to compute and communicate information costs the body 20% of its total energy budget. Therefore, the cellular mechanisms responsible for brain energy metabolism developed adequately to face the energy needs. Recent advances in neuroenergetics tend to indicate that the main site of energy consumption in the brain is the astroglial process ensheating activated excitatory synapses. A large body of evidence has now shown that glutamate uptake by astrocytes surrounding synapses is responsible for a significant metabolic cost, whose metabolic response is apparently mainly glycolytic. However, astrocytes have also a significant mitochondrial oxidative metabolism. Therefore, the location of mitochondria close to glutamate transporters raises the question of the existence of mechanisms for tuning their energy metabolism, in particular their mitochondrial metabolism.To tackle these issues, we used real time imaging techniques to study mitochondrial ionic alterations occurring at resting state and during glutamatergic stimulation of mouse cortical astrocytes. We showed that mitochondria of intact resting astrocytes exhibited individual spontaneous and selective alterations of their electrical potential, pH and Na+ concentration. We found that glutamate decreased the frequency of mitochondrial Na+ transient activity by decreasing the cellular level of ATP. We then investigated a possible link between glutamatergic transmission and mitochondrial metabolism in astrocytes. We showed that glutamate triggered a rapid Na+ concentration increase in the mitochondrial population as a result of plasma-membrane Na+-dependent uptake. We then demonstrated that neuronally released glutamate also induced a mitochondrial acidification in astrocytes. Glutamate induced a pH-mediated and cytoprotective decrease of mitochondrial metabolism that diminished oxygen consumption. Taken together, these studies showed that astrocytes contain mitochondria that are individually regulated and sense the intracellular environment to modulate their own activity. The dynamic regulation of astrocyte mitochondrial energy output operated by glutamate allows increasing oxygen availability and lactate production both being beneficial for neurons.

How local excitation-inhibition ratio impacts the whole brain dynamics.

The spontaneous activity of the brain shows different features at different scales. On one hand, neuroimaging studies show that long-range correlations are highly structured in spatiotemporal patterns, known as resting-state networks, on the other hand, neurophysiological reports show that short-range correlations between neighboring neurons are low, despite a large amount of shared presynaptic inputs. Different dynamical mechanisms of local decorrelation have been proposed, among which is feedback inhibition. Here, we investigated the effect of locally regulating the feedback inhibition on the global dynamics of a large-scale brain model, in which the long-range connections are given by diffusion imaging data of human subjects. We used simulations and analytical methods to show that locally constraining the feedback inhibition to compensate for the excess of long-range excitatory connectivity, to preserve the asynchronous state, crucially changes the characteristics of the emergent resting and evoked activity. First, it significantly improves the model's prediction of the empirical human functional connectivity. Second, relaxing this constraint leads to an unrealistic network evoked activity, with systematic coactivation of cortical areas which are components of the default-mode network, whereas regulation of feedback inhibition prevents this. Finally, information theoretic analysis shows that regulation of the local feedback inhibition increases both the entropy and the Fisher information of the network evoked responses. Hence, it enhances the information capacity and the discrimination accuracy of the global network. In conclusion, the local excitation-inhibition ratio impacts the structure of the spontaneous activity and the information transmission at the large-scale brain level.

Early disturbances of gamma band dynamics in mild cognitive impairment.

Recent studies have indicated that gamma band oscillations participate in the temporal binding needed for the synchronization of cortical networks involved in short-term memory and attentional processes. To date, no study has explored the temporal dynamics of gamma band in the early stages of dementia. At baseline, gamma band analysis was performed in 29 cases with mild cognitive impairment (MCI) during the n-back task. Based on phase diagrams, multiple linear regression models were built to explore the relationship between the cognitive status and gamma oscillation changes over time. Individual measures of phase diagram complexity were made using fractal dimension values. After 1 year, all cases were assessed neuropsychologically using the same battery. A total of 16 MCI patients showed progressive cognitive decline (PMCI) and 13 remained stable (SMCI). When adjusted for gamma values at lag -2, and -3 ms, PMCI cases displayed significantly lower average changes in gamma values than SMCI cases both in detection and 2-back tasks. Gamma fractal dimension of PMCI cases displayed significantly higher gamma fractal dimension values compared to SMCI cases. This variable explained 11.8% of the cognitive variability in this series. Our data indicate that the progression of cognitive decline in MCI is associated with early deficits in temporal binding that occur during the activation of selective attention processes.

The effects of physiologically plausible connectivity structure on local and global dynamics in large scale brain models.

Functionally relevant large scale brain dynamics operates within the framework imposed by anatomical connectivity and time delays due to finite transmission speeds. To gain insight on the reliability and comparability of large scale brain network simulations, we investigate the effects of variations in the anatomical connectivity. Two different sets of detailed global connectivity structures are explored, the first extracted from the CoCoMac database and rescaled to the spatial extent of the human brain, the second derived from white-matter tractography applied to diffusion spectrum imaging (DSI) for a human subject. We use the combination of graph theoretical measures of the connection matrices and numerical simulations to explicate the importance of both connectivity strength and delays in shaping dynamic behaviour. Our results demonstrate that the brain dynamics derived from the CoCoMac database are more complex and biologically more realistic than the one based on the DSI database. We propose that the reason for this difference is the absence of directed weights in the DSI connectivity matrix.

Roles of astrocytic sodium dynamics in the neurometabolic coupling : a study by cellular imaging

RESUME LARGE PUBLIC Le système nerveux central est principalement composé de deux types de cellules :les neurones et les cellules gliales. Ces dernières, bien que l'emportant en nombre sur les neurones, ont longtemps été considérées comme des cellules sans intérêts par les neuroscientifiques. Hors, les connaissances modernes à leurs sujets indiquent qu'elles participent à la plupart des tâches physiologiques du cerveau. Plus particulièrement, elles prennent part aux processus énergétiques cérébraux. Ceux-ci, en plus d'être vitaux, sont particulièrement intrigants puisque le cerveau représente seulement 2 % de la masse corporelle mais consomme environ 25 % du glucose (substrat énergétique) corporel. Les astrocytes, un type de cellules gliales, jouent un rôle primordial dans cette formidable utilisation de glucose par le cerveau. En effet, l'activité neuronale (transmission de l'influx nerveux) est accompagnée d'une augmentation de la capture de glucose, issu de la circulation sanguine, par les astrocytes. Ce phénomène est appelé le «couplage neurométabolique » entre neurones et astrocytes. L'ion sodium fait partie des mécanismes cellulaires entrant en fonction lors de ces processus. Ainsi, dans le cadre de cette thèse, les aspects dynamiques de la régulation du sodium astrocytaire et leurs implications dans le couplage neurométabolique ont été étudiés par des techniques d'imagerie cellulaires. Ces études ont démontré que les mitochondries, machineries cellulaires convertissant l'énergie contenue dans le glucose, participent à la régulation du sodium astrocytaire. De plus, ce travail de thèse a permis de découvrir que les astrocytes sont capables de se transmettre, sous forme de vagues de sodium se propageant de cellules en cellules, un message donnant l'ordre d'accroître leur consommation d'énergie. Cette voie de signalisation leur permettrait de fournir de l'énergie aux neurones suite à leur activation. RESUME Le glutamate libéré dans la fente synaptique pendant l'activité neuronale, est éliminé par les astrocytes environnants. Le glutamate est co-transporté avec des ions sodiques, induisant une augmentation intracellulaire de sodium (Na+i) dans les astrocytes. Cette élévation de Na+i déclenche une cascade de mécanismes moléculaires qui aboutissent à la production de substrats énergétiques pouvant être utilisés par les neurones. Durant cette thèse, la mesure simultanée du sodium mitochondrial (Na+mit) et cytosolique par des techniques d'imagerie utilisant des sondes fluorescentes spécifiques, a indiqué que les variations de Na+i induites par le transport du glutamate sont transmises aux mitochondries. De plus, les voies d'entrée et de sortie du sodium mitochondrial ont été identifiées. L'échangeur de Na+ et de Ca2+ mitochondrial semble jouer un rôle primordial dans l'influx de Na+mit, alors que l'efflux de Na+mit est pris en charge par l'échangeur de Na+ et de H+ mitochondrial. L'étude du Na+mit a nécessité l'utilisation d'un système de photoactivation. Les sources de lumière ultraviolette (UV) classiques utilisées à cet effet (lasers, lampes à flash) ayant plusieurs désavantages, une alternative efficace et peu coûteuse a été développée. Il s'agit d'un système compact utilisant une diode électroluminescente (LED) à haute puissance et de longueur d'onde de 365nm. En plus de leurs rôles dans le couplage neurométabolique, les astrocytes participent à la signalisation multicellulaire en transmettant des vagues intercellulaires de calcium. Ce travail de thèse démontre également que des vagues intercellulaires de sodium peuvent être évoquées en parallèle à ces vagues calciques. Le glutamate, suite à sa libération par un mécanisme dépendent du calcium, est réabsorbé par les transporteurs au glutamate. Ce mécanisme a pour conséquence la génération de vagues sodiques se propageant de cellules en cellules. De plus, ces vagues sodiques sont corrélées spatialement avec une consommation accrue de glucose par les astrocytes. En conclusion, ce travail de thèse a permis de montrer que le signal sodique astrocytaire, déclenché en réponse au glutamate, se propage à la fois de façon intracellulaire aux mitochondries et de façon intercellulaire. Ces résultats suggèrent que les astrocytes fonctionnent comme un réseau de cellules nécessaire au couplage énergétique concerté entre neurones et astrocytes et que le sodium est un élément clé dans les mécanismes de signalisations cellulaires sous-jacents. SUMMARY Glutamate, released in the synaptic cleft during neuronal activity, is removed by surrounding astrocytes. Glutamate is taken-up with Na+ ions by specific transporters, inducing an intracellular Na+ (Na+i) elevation in astrocytes which triggers a cascade of molecular mechanisms that provides metabolic substrates to neurons. Thus, astrocytic Na+i homeostasis represents a key component of the so-called neurometabolic coupling. In this context, the first part of this thesis work was aimed at investigating whether cytosolic Na+ changes are transmitted to mitochondria, which could therefore influence their function and contribute to the overall intracellular Na+ regulation. Simultaneous monitoring of both mitochondrial Na+ (Na+mit) and cytosolic Na+ changes with fluorescent dyes revealed that glutamate-evoked cytosolic Na+ elevations are indeed transmitted to mitochondria. The mitochondrial Na+/Ca2+ exchangers have a prominent role in the regulation of Na+mit influx pathway, and Na+mit extrusion appears to be mediated by Na+/H+ exchangers. To demonstrate the implication of Na+/Ca2+ exchangers, this study has required the technical development of an UV-flash photolysis system. Because light sources for flash photolysis have to be powerful and in the near UV range, the use of UV lasers or flash lamps is usually required. As an alternative to these UV sources that have several drawbaks, we developped a compact, efficient and lowcost flash photolysis system which employs a high power 365nm light emitting diode. In addition to their role in neurometabolic coupling, astrocytes participate in multicellular signaling by transmitting intercellular Ca2+ waves. The third part of this thesis show that intercellular Na+ waves can be evoked in parallel to Ca2+ waves. Glutamate released by a Ca2+ wave-dependent mechanism is taken up by glutamate transporters, resulting in a regenerative propagation of cytosolic Na+ increases. Na+ waves in turn lead to a spatially correlated increase in glucose uptake. In conclusion, the present thesis demonstrates that glutamate-induced Na+ changes occurring in the cytosol of astrocytes propagate to both the mitochondrial matrix and the astrocytic network. These results furthermore support the view that astrocytic Na+ is a signal coupled to the brain energy metabolism.

The Munc13 proteins differentially regulate readily releasable pool dynamics and calcium-dependent recovery at a central synapse.

The Munc13 gene family encodes molecules located at the synaptic active zone that regulate the reliability of synapses to encode information over a wide range of frequencies in response to action potentials. In the CNS, proteins of the Munc13 family are critical in regulating neurotransmitter release and synaptic plasticity. Although Munc13-1 is essential for synaptic transmission, it is paradoxical that Munc13-2 and Munc13-3 are functionally dispensable at some synapses, although their loss in other synapses leads to increases in frequency-dependent facilitation. We addressed this issue at the calyx of Held synapse, a giant glutamatergic synapse that we found to express all these Munc13 isoforms. We studied their roles in the regulation of synaptic transmission and their impact on the reliability of information transfer. Through detailed electrophysiological analyses of Munc13-2, Munc13-3, and Munc13-2-3 knock-out and wild-type mice, we report that the combined loss of Munc13-2 and Munc13-3 led to an increase in the rate of calcium-dependent recovery and a change in kinetics of release of the readily releasable pool. Furthermore, viral-mediated overexpression of a dominant-negative form of Munc13-1 at the calyx demonstrated that these effects are Munc13-1 dependent. Quantitative immunohistochemistry using Munc13-fluorescent protein knock-in mice revealed that Munc13-1 is the most highly expressed Munc13 isoform at the calyx and the only one highly colocalized with Bassoon at the active zone. Based on these data, we conclude that Munc13-2 and Munc13-3 isoforms limit the ability of Munc13-1 to regulate calcium-dependent replenishment of readily releasable pool and slow pool to fast pool conversion in central synapses.

Mdx myotubes have normal excitability but show reduced contraction-relaxation dynamics.

The pathogenesis of Duchenne muscular dystrophy (DMD), characterised by lack of the cytoskeletal protein dystrophin, is not completely understood. An early event in the degenerative process of DMD muscle could be a rise in cytosolic calcium concentration. In order to investigate whether this leads to alterations of contractile behaviour, we studied the excitability and contractile properties of cultured myotubes from control (C57BL/10) and mdx mice, an animal model for DMD. The myotubes were stimulated electrically and their motion was recorded photometrically. No significant differences were found between control and mdx myotubes with respect to the following parameters: chronaxy and rheobase (0.33 +/- 0.03 ms and 23 +/- 4 V vs. 0.39 +/- 0.07 ms and 22 +/- 2 V for C57 and mdx myotubes, respectively), tetanisation frequency (a similar distribution pattern was found between 5 and 30 Hz), fatigue during tetanus (found in 35% of both types of myotubes) and post-tetanic contracture. In contrast, contraction and relaxation times were longer (P < 0.005) in mdx (36 +/- 2 and 142 +/- 13 ms, respectively) than in control myotubes (26 +/- 1 and 85 +/- 9 ms, respectively). Together with our earlier findings, these results suggest a decreased capacity for calcium removal in mdx cells leading, in particular, to alterations of muscle relaxation.

The dynamics of interfaces: Seven authors in search of encounters across levels of description of an event involving a mother, father, and baby

The interfaces between the intrapsychic, interactional, and intergenerational domains are a new frontier. As a pilot, we exposed ourselves to a complex but controllable situation as viewed by people whose main interest is in one of the three interfaces; we also fully integrated the subjects in the team, to learn about their subjective perspectives and to provide them with an enriching experience. We started with a brief "triadification" sequence (i.e., moving from a "two plus one" to a "three together" family organization). Considering this sequence as representing at a micro level many larger family transitions, we proceeded with a microanalytic interview, a psychodynamic investigation, and a family interview. As expected, larger patterns of correspondences are emerging. Central questions under debate are: What are the most appropriate units at each level of description and what are their articulations between these levels? What is the status of "triadification"? Les interfaces entre les domaines intrapsychiques, interactionnels et intergénérationnels représentent une nouvelle frontiére. A titre exploratoire, nous nous sommes exposés à une situation complexe mais contrǒlable ainsi que le voient ceux dont I'intérět principal se porte sur l'une de ces trois interfaces. Nous avons aussi entièrement intégré les sujets dans l'équipe, de facon à comprendre leur perspective subjective et à leur offrir une expérience enrichissante. Nous avons commencé avec une brève séquence de "triadification," c'est-à-dire passer d'une organisation familiale "deux plus un" à Ltne organisation familiale "trois (add sentenc)ensemble." Considérant cette séquence comme representative à un niveau microscopique de transitions familiales bien plus larges, nous avons procedé à l'entretien microanalytique, à une enquěte psychodynamique et à un entretien familial. Comme prévu, de grands patterns de correspondances émergent. Les questions essentielles sur lesquelles portent le débat sont: quelles les unités les plus appropiées à chaque niveau de description et quelles sont les articulations entre ces niveaux? Quel est le statut de la "triadification"?

Ab initio modeling and molecular dynamics simulation of the alpha 1b-adrenergic receptor activation.

This work describes the ab initio procedure employed to build an activation model for the alpha 1b-adrenergic receptor (alpha 1b-AR). The first version of the model was progressively modified and complicated by means of a many-step iterative procedure characterized by the employment of experimental validations of the model in each upgrading step. A combined simulated (molecular dynamics) and experimental mutagenesis approach was used to determine the structural and dynamic features characterizing the inactive and active states of alpha 1b-AR. The latest version of the model has been successfully challenged with respect to its ability to interpret and predict the functional properties of a large number of mutants. The iterative approach employed to describe alpha 1b-AR activation in terms of molecular structure and dynamics allows further complications of the model to allow prediction and interpretation of an ever-increasing number of experimental data.

La gigantomachie de Lousanna-Vidy suivie de considérations sur la transmission du motif de l'anguipède

Considérations méthodologiques Nous avons limité aux précisions indispensables à la compréhension de notre propos les considérations sur la gigantomachie en général. Nous renvoyons aux études signalées plus haut (supra, p. 7, n. 2), principalement pour ce qui concerne les géants avant leur transformation en anguipèdes à partir de l'époque hellénistique. Notre recherche de parallèles reposera sur quelques oeuvres d'art encore existantes : les sculptures décorant les plus importantes d'entre elles feront dès lors figure d'archétype, même si, bien sûr, rien ne permet d'exclure qu'il en ait existé de plus significatives. Parmi les nombreux monuments aujourd'hui disparus, respectivement parmi ceux qui seraient encore à découvrir, il s'en trouvait sans doute qui auraient été susceptibles de servir de modèle pour les sculptures ornant le fanum de Lousonna, duquel bien peu de restes nous sont parvenus. A l'exception de quelques renvois ponctuels, notre démarche s'est appuyée exclusivement sur du matériel et des informations déjà publiés. Pour la reconstitution des bas-reliefs de Lousonna, nous nous sommes inspiré généralement de sculptures hellénistiques et romaines dont l'ornementation présentait des similitudes avec les fragments à notre disposition ; la plupart des parallèles sont mentionnés dans le Lexicon Iconographicum Mythologiae Classicae. L'examen des volumes du Corpus Signorum Imperii Romani et de quelques autres recueils nous a permis de faire des propositions pour les cas restés en suspens. A une exception près, l'échantillonnage aéré formé à partir d'ensembles sculptés qui devaient avoir les mêmes caractéristiques que le matériel que nous tenterons d'identifier : ils comportaient des monstres anguipèdes avec les jambes se terminant par la tête du serpent, remontant au plus tard à la fin de la période romaine et produits dans un atelier gréco-romain. Afin de recréer avec le plus de vraisemblance possible l'environnement du fanum de Lousonna, nous avons recherché des édifices de caractéristiques semblables dans les catalogues de temples gallo-romains dressés par P. D. HORNE et A. C. KING (1980), respectivement I. FAUDUET et P. ARCELIN (1993). Tant l'absence presque complète de restes architecturaux susceptibles d'être rapportés à l'édifice religieux que la nature somme toute modeste du vicus lémanique nous ont fait opter pour une variante minimaliste, se limitant finalement à la structure supportant la gigantomachie devant un temple sans aucune décoration. Pour tenter de préciser les modalités de la transmission du thème des géants, nous envisagerons trois cheminements possibles : la tradition orale, la transmission littéraire et, enfin, la représentation iconographique, qu'il s'agisse de monuments, d'objets mobiliers ou même des quelques rares illustrations de textes antiques. Sauf indication contraire, les textes anciens sont cités dans les traductions des Belles-Lettres, des Sources chrétiennes ou de la Loeb Classical Library dont la liste figure à la page 161. La version française des textes dont aucune traduction n'était disponible est généralement due à François Mottas (traduction F.M.). Nous ne reportons les dates de naissance des auteurs ou des artistes mentionnés que lorsqu'elles sont utiles à la compréhension de notre exposé. En plus du rôle qu'ont pu jouer les oeuvres d'art disparues au cours des deux derniers millénaires, divers facteurs ont dû assurer la constitution et la mise au point d'un imaginaire de plus en plus élaboré des gigantomachies. La mémoire a certes sa part dans l'inspiration des artistes qui réalisèrent les sculptures de la cité lémanique; mais si un mythe ou le récit d'un événement peuvent s'être transmis de bouche à oreille au cours des siècles, certaines ressemblances dans l'attitude des personnages sont trop frappantes, même en tenant compte de ces gestes qu'il n'existe qu'une seule façon de représenter: il n'est dès lors pas possible d'imaginer que la transmission des détails des scènes se serait pratiquée uniquement par voie orale. Si le voyage touristique; tel que nous l'entendons de nos jours, n'a pas existé, les personnes susceptibles d'avoir ramené des informations de leurs déplacements à travers l'Empire sont plus nombreuses qu'on ne le croirait au premier abord. Fonctionnaires allant prendre leur charge ou en mission dans une contrée voisine; soldats, parmi lesquels des mercenaires gaulois; pèlerins ayant visité de grands sanctuaires, comme celui d'Esculape à Pergame, emplacement de la gigantomachie la plus impressionnante, ou d'autres lieux de culte; jeunes fortunés ayant étudié à Athènes; commerçants accompagnés par des muletiers ou des portefaix acheminant leurs marchandises; membres de corporations ou artisans exerçant des métiers itinérants; esclaves, dont l'exportation devait représenter une source de revenus intéressante pour les commerçants romains; en dernier lieu, sans parler des artistes eux-mêmes, ces arpenteurs-géomètres chargés de toutes sortes de relevés qui accompagnaient les empereurs lors de leurs déplacements (infra, p. 36). Il faudra cependant rester prudent quant à l'affirmation d'une connaissance visuelle directe que les sculpteurs de Lousonna auraient eue des réalisations antiques avec lesquelles nous mettrons la gigantomachie en parallèle. Même si elle n'a toujours pas pu être prouvée, la circulation de cahiers de modèles semble bel et bien assurée: dans un atelier, les maîtres ont forcément passé leurs croquis à leurs successeurs et ceci s'est peut-être répété pour plusieurs générations d'artisans. Sans parler des monnaies, d'autres moyens de transmission peuvent encore être mentionnés : éventuelles éditions illustrées de textes antiques, motifs gravés sur des gemmes ou représentés sur des récipients décorés... Une observation s'impose ici : la plupart des monuments que nous utiliserons pour notre reconstitution existaient encore lors de l'érection de notre gigantomachie. Une fois les bas-reliefs de Lousonna reconstitués, restait donc à combler l'absence de toute étude sur la survie de la gigantomachie à travers les âges et à préciser l'emploi qui en serait fait à la Renaissance. Divers recueils d'ouvrages consacrés à la mythologie et remontant à cette période nous ont permis de décrire les modalités de la reprise du récit de la guerre des géants; en l'absence de toute synthèse sur ceux-ci dans la peinture de la Renaissance, c'est en partant de l'examen des nombreux travaux consacrés au Palazzo del Te à Mantoue que nous avons pu établir un lien entre les représentations de géants peintes durant la première moitié du 16ème siècle, au cours duquel la gigantomachie était redevenue un sujet d'actualité. Le monument de la bourgade lémanique comporte encore neuf personnages et constitue, avec celui d'Yzeures-sur-Creuse, l'exemplaire le plus complet découvert dans la partie occidentale de l'Empire romain : il méritait bien d'être à l'origine d'une telle démarche.