Fluorescence behavioral imaging (FBI) tracks identity in heterogeneous groups of Drosophila.

Distinguishing subpopulations in group behavioral experiments can reveal the impact of differences in genetic, pharmacological and life-histories on social interactions and decision-making. Here we describe Fluorescence Behavioral Imaging (FBI), a toolkit that uses transgenic fluorescence to discriminate subpopulations, imaging hardware that simultaneously records behavior and fluorescence expression, and open-source software for automated, high-accuracy determination of genetic identity. Using FBI, we measure courtship partner choice in genetically mixed groups of Drosophila.

The connectome viewer toolkit: an open source framework to manage, analyze, and visualize connectomes.

Advanced neuroinformatics tools are required for methods of connectome mapping, analysis, and visualization. The inherent multi-modality of connectome datasets poses new challenges for data organization, integration, and sharing. We have designed and implemented the Connectome Viewer Toolkit - a set of free and extensible open source neuroimaging tools written in Python. The key components of the toolkit are as follows: (1) The Connectome File Format is an XML-based container format to standardize multi-modal data integration and structured metadata annotation. (2) The Connectome File Format Library enables management and sharing of connectome files. (3) The Connectome Viewer is an integrated research and development environment for visualization and analysis of multi-modal connectome data. The Connectome Viewer's plugin architecture supports extensions with network analysis packages and an interactive scripting shell, to enable easy development and community contributions. Integration with tools from the scientific Python community allows the leveraging of numerous existing libraries for powerful connectome data mining, exploration, and comparison. We demonstrate the applicability of the Connectome Viewer Toolkit using Diffusion MRI datasets processed by the Connectome Mapper. The Connectome Viewer Toolkit is available from http://www.cmtk.org/

The connectome mapper: an open-source processing pipeline to map connectomes with MRI.

Researchers working in the field of global connectivity analysis using diffusion magnetic resonance imaging (MRI) can count on a wide selection of software packages for processing their data, with methods ranging from the reconstruction of the local intra-voxel axonal structure to the estimation of the trajectories of the underlying fibre tracts. However, each package is generally task-specific and uses its own conventions and file formats. In this article we present the Connectome Mapper, a software pipeline aimed at helping researchers through the tedious process of organising, processing and analysing diffusion MRI data to perform global brain connectivity analyses. Our pipeline is written in Python and is freely available as open-source at www.cmtk.org.

Correlation of photodynamic activity and fluorescence signaling for free and pegylated mTHPC in mesothelioma xenografts

Rapport de synthèse : Introduction : Les premières applications cliniques de la thérapie photodynamique (PDT) remontent à plus d'une vingtaine d'années. Basée sur l'activation d'un médicament photosensibilisateur par une source lumineuse à une longueur d'onde spécifique, la PDT permet la destruction sélective de tissus contenant le produit actif. Ce procédé a été expérimenté dans le traitement de cancers en raison de la propriété du médicament à se concentrer dans les tumeurs tout en épargnant les structures normales contigües. Cependant, les photosensibilisateurs utilisés jusqu'à ce jour n'ont pas démontré une accumulation exclusive dans les tissus néoplasiques mais également dans les structures saines avoisinantes induisant une destruction tissulaire non sélective. Notamment, d'importantes complications ont été rapportées suite à l'utilisation de la PDT dans la cavité thoracique après la résection de mésothéliomes pleuraux, et ce malgré l'arrivée de photosensibilisateurs de secondes générations. De ce fait, plusieurs études expérimentales ont été menées afin d'améliorer la sélectivité tumorale du médicament en modulant différentes conditions de traitement et en modifiant la structure du photosensibilisateur par pégylation. Le but de cette étude expérimentale est de corréler l'activité photodynamique, la phototoxicité et la distribution du m-tetrahydroxyphenylchlorin (mTHPC) et de sa forme pégylée, le PEG-mTHPC. De ce fait, un modèle de souris nues porteur de xenogreffes de mésothéliome humain a été utilisé pour étudier les deux photosensibilisateurs. De récents travaux avec ce modèle ont montré que la mesure de la concentration tissulaire du mTHPC et de sa forme pégylée par HPLC restait limitée afin de prédire l'activité photodynamique. De ce fait, nous pensons que les mesures de fluorescence peuvent être plus appropriée. Le signalement fluorescent est mesuré dans le tissu tumoral et dans une région contrôle de la peau afin d'étudier la distribution et l'intensité des deux sensibilisateurs. Méthode : Des souris nues (cd1nu/nu mice) de 8 semaines ont été transplantées avec des fragments de mésothéliome malin humain (H-meso-1). Ces derniers ont été obtenus à partir d'une suspension cellulaire. Au moins trois passages ont été faits dans les animaux, avant que le traitement soit initié. Deux groupes de 6 souris chacun ont été utilisés pour l'injection intraveineuse par la queue du mTHPC à 0.15 mg/kg et du PEG-mTHPC à dose équimolaire. Après trois jour, la tumeur ainsi qu'une région contrôle de la cuisse ont été illuminées sur une surface d'un diamètre de 1.2 cm et pendant 133 secondes avec un laser à une longueur d'onde à 652 nm (fluence 20 J/cm2, fluence rate 150 mW/cm2). Les animaux ont été ensuite sacrifiés 72 heures après l'illumination. L'étendue de la nécrose tumorale et de la région contrôle ont été déterminées en aveugle par histomorphometrie par un pathologue (HJA). La fluorescence microscopique a été évaluée dans 12 souris à une concentration de 0.15 et 0.5 mg/kg pour le mTHPC, et à doses équimolaires pour le PEG-mTHPC. Trois animaux ont été injectés avec le mTHPC à 0.15 mg/kg, 3 autres à dose équimolaire avec la forme pégylée et 6 souris avec le mTHPC à 0.5 mg/kg et à dose équimolaire. Les animaux ont été sacrifiés 72 heures après injection. L'intensité fluorescente des sensibilisateurs a été mesurée dans la tumeur et la région contrôle. Suite à cela, les coupes ont été fixées par H&E et superposées aux images fluorescentes, afin de localiser la distribution des deux photosensibilisateurs dans les différents compartiments tissulaires. Six souris transplantées n'ayant ni été injectées avec les sensibilisateurs ou illuminées ont servi de groupe contrôle. Résultats : Trois jours après l'illumination, la PDT provoque une nécrose tumorale de 10 ±5.4 mm2 pour le mTHPC à 0.15mg/kg et 5.2 ± 4.6 mm2 pour sa forme pégylée à dose équimolaire. Cependant, la nécrose tumorale induite par les deux formulations du sensibilisateur est significativement plus élevée que dans le groupe contrôle (0.33 ± 0.58 mm2) (P=0.02). Toutefois, le mTHPC pégylé provoque une photosensibilité cutanée moins importante que la forme non-pegylée. Dans les deux groupes, aucune nécrose n'a été observée dans la cuisse des animaux. Trois jours après l'injection du mTHPC et de la forme pégylée à 0.15 mg/kg, aucune activité fluorescente n'a été détectée. Cependant, à 0.5 mg/kg, la fluorescence microscopique révèle une distribution hétérogène des deux photo-sensibilisateurs dans le tissu tumoral avec une accumulation prédominante dans les régions peri-vasculaires. Les deux médicaments montrent une distribution intracellulaire homogène dans le cytoplasme et une absence de signalement dans le nucleus. La mesure de l'intensité fluorescente du mTHPC à 0.5mg/kg ne montre pas de différence significative entre le tissu tumoral et la région contrôle. Par contre, le PEG-mTHPC montre une intensité fluorescente supérieure dans le tissu tumoral que dans la peau (ratio tumeur- peau 0.94 pour le mTHPC et 1.73 pour le PEG-mTHPC). Conclusion : L'utilisation du mTHPC à 0.15mg/kg induit une nécrose tumorale similaire à celle du PEG-mTHPC à dose équimolaire. Cependant, ce dernier démontre une photo-toxicité plus atténuée de la peau. La fluorescence microscopique permet de localiser les deux sensibilisateurs dans les différents compartiments tissulaires à partir d'une dose de 0.5 mg/kg. Le PEG-mTHPC induit un signalement fluorescent supérieur dans le tissu tumoral par rapport à la peau. La mesure du signalement fluorescent a le potentiel de prédire l'activité photodynamique du mTHPC et de sa forme pégylée dans les xénogreffes de mésothéliome humain dans un modèle de souris nue.

ConnectomeViewer - Multi-Modal Multi-Level Network Visualization and Analysis.

Introduction: The field of Connectomic research is growing rapidly, resulting from methodological advances in structural neuroimaging on many spatial scales. Especially progress in Diffusion MRI data acquisition and processing made available macroscopic structural connectivity maps in vivo through Connectome Mapping Pipelines (Hagmann et al, 2008) into so-called Connectomes (Hagmann 2005, Sporns et al, 2005). They exhibit both spatial and topological information that constrain functional imaging studies and are relevant in their interpretation. The need for a special-purpose software tool for both clinical researchers and neuroscientists to support investigations of such connectome data has grown. Methods: We developed the ConnectomeViewer, a powerful, extensible software tool for visualization and analysis in connectomic research. It uses the novel defined container-like Connectome File Format, specifying networks (GraphML), surfaces (Gifti), volumes (Nifti), track data (TrackVis) and metadata. Usage of Python as programming language allows it to by cross-platform and have access to a multitude of scientific libraries. Results: Using a flexible plugin architecture, it is possible to enhance functionality for specific purposes easily. Following features are already implemented: * Ready usage of libraries, e.g. for complex network analysis (NetworkX) and data plotting (Matplotlib). More brain connectivity measures will be implemented in a future release (Rubinov et al, 2009). * 3D View of networks with node positioning based on corresponding ROI surface patch. Other layouts possible. * Picking functionality to select nodes, select edges, get more node information (ConnectomeWiki), toggle surface representations * Interactive thresholding and modality selection of edge properties using filters * Arbitrary metadata can be stored for networks, thereby allowing e.g. group-based analysis or meta-analysis. * Python Shell for scripting. Application data is exposed and can be modified or used for further post-processing. * Visualization pipelines using filters and modules can be composed with Mayavi (Ramachandran et al, 2008). * Interface to TrackVis to visualize track data. Selected nodes are converted to ROIs for fiber filtering The Connectome Mapping Pipeline (Hagmann et al, 2008) processed 20 healthy subjects into an average Connectome dataset. The Figures show the ConnectomeViewer user interface using this dataset. Connections are shown that occur in all 20 subjects. The dataset is freely available from the homepage (connectomeviewer.org). Conclusions: The ConnectomeViewer is a cross-platform, open-source software tool that provides extensive visualization and analysis capabilities for connectomic research. It has a modular architecture, integrates relevant datatypes and is completely scriptable. Visit www.connectomics.org to get involved as user or developer.

Distribution of free and liposomal doxorubicin after isolated lung perfusion in a sarcoma model

Rapport de synthèse : Introduction : La perfusion isolée du poumon à l'aide de Doxorubicine libre et une nouvelle forme de Doxorubicine liposomale pégylée (Liporubicine) est comparé en terme de pénétration et accumulation de Doxorubicine dans le tissu tumoral et pulmonaire dans un modèle de rats porteurs de tumeur sarcomateuse au niveau du poumon gauche. Matériel et méthode : Une tumeur sarcomateuse unique a été générée dans le poumon gauche de 39 Fischer rats, suivi 10 jours plus tard, par une perfusion isolée du poumon gauche (n =36) avec Doxorubicine libre (n=18) et Liporubicine (n=18) à une dose de 100 µg (n=9) et 400 µg (n=9) pour chaque formulation de Doxorubicine. Dans chaque poumon perfusé, la concentration de l'agent cytostatique et sa distribution ont été investiguées dans la tumeur et trois parties du poumon normal par HLPC (n=6) et par microscopie de florescence (n=3). Des analyses histologiques et inmunohistochimiques (facteur von Willebrand) ont été effectuées sur trois animaux non traités. Résultats : Les tumeurs sarcomateuses dans les animaux de contrôle démontraient une bonne vascularisation avec de fines branches capillaires qui étaient présentes partout dans les tumeurs. La perfusion isolée du poumon démontrait une distribution de l'agent cytostatique d'une manière hétérogène dans le poumon perfusé et une concentration de Doxorubicine inférieure dans les tumeurs par rapport au tissu pulmonaire sein pour les deux formulations de Doxorubicine et les deux doses appliquées. La perfusion isolée du poumon avec Doxorubicine libre démontrait une concentration significativement plus élevée que Liporubicine dans la tumeur et le parenchyme pulmonaire pour les deux doses appliquées (p < 0,01). Néanmoins, le coefficient de concentration tumorale et pulmonaire était plus bas pour Doxorubicine libre que pour Liporubicine pour une dose de 100 µg (0.27 ± 0.1 vs 0.53 ± 0.5, p=0.23) tandis qu'il était similaire pour les deux formulations de Doxorubicine à une dose de 400 µg (0.67 ± 0.2 vs 0.54 ± 0.2, p=0.34). Les deux formulations de Doxorubicine émergeaient un signal de fluorescence provenant de tous les compartiments du parenchyme pulmonaire mais seulement un signal sporadique et faible émergeant des tumeurs, provenant de la périphérie de la tumeur et des vaisseaux situés à l'intérieur de la tumeur, pour les deux doses appliquées. Conclusion : La perfusion isolée du poumon démontrait une distribution hétérogène de la Doxorubicine et sa forme liposomale dans le poumon perfusé et une accumulation plus faible dans la tumeur que dans le tissu parenchymateux adjacent pour les deux formulations de Doxorubicine et les deux doses appliquées.

Diagnostic accuracy of free and total metanephrines in plasma and fractionated metanephrines in urine of patients with pheochromocytoma.

BACKGROUND: Plasma free and urinary metanephrines are recognized biomarkers for the assessment of pheochromocytoma. Plasma total metanephrines with a long half-life may represent another useful biomarker. OBJECTIVE: The aim of this study is to evaluate the diagnostic performances of plasma total metanephrines alone or combined with free metanephrines and fractionated 24-h urinary metanephrines. METHODS: A retrospective, case-control diagnostic test study was conducted between 1999 and 2007 in two university hospitals in Switzerland and two institutions in France. The patients included 46 cases with histologically proven pheochromocytoma, and 181 controls suspected of tumor with negative investigations and 3-year follow-up. None had renal dysfunction. Sensitivity and specificity were compared after expressing each measurement result as a ratio over its upper reference limit, adding the ratios of normetanephrine and metanephrine, and defining cut-off values of 1 or 2 for this sum. RESULTS: Applying a cut-off value of 1, plasma free and total metanephrines and urinary fractionated metanephrines had similar sensitivities of 96% (95% confidence interval, 86-99%), 95% (85-99%), and 95% (84-99%) along with similar specificities of 89% (83-94%), 91% (84-95%), and 86% (80-91%). A cut-off of 2 for the sum of ratios over reference limit improves the specificity, and it can be used for a confirmation test based on another biomarker taken among the three biomarkers. CONCLUSION: All three metanephrine-based tests perform equivalently for diagnosing pheochromocytoma in the absence of renal insufficiency, and can be conveniently associated two by two for confirming/excluding tumor.

Sensitive headspace gas chromatography analysis of free and conjugated 1-methoxy-2-propanol in urine

Glycol ethers still continue to be a workplace hazard due to their important use on an industrial scale. Currently, chronic occupational exposures to low levels of xenobiotics become increasingly relevant. Thus, sensitive analytical methods for detecting biomarkers of exposure are of interest in the field of occupational exposure assessment. 1-Methoxy-2-propanol (1M2P) is one of the dominant glycol ethers and the unmetabolized urinary fraction has been identified to be a good biological indicator of exposure. An existing analytical method including a solid-phase extraction and derivatization before GC/FID analysis is available but presents some disadvantages. We present here an alternative method for the determination of urinary 1M2P based on the headspace gas chromatography technique. We determined the 1M2P values by the direct headspace method for 47 samples that had previously been assayed by the solid-phase extraction and derivatization gas chromatography procedure. An inter-method comparison based on a Bland-Altman analysis showed that both techniques can be used interchangeably. The alternative method showed a tenfold lower limit of detection (0.1 mg/L) as well as good accuracy and precision which were determined by several urinary 1M2P analyses carried out on a series of urine samples obtained from a human volunteer study. The within- and between-run precisions were generally about 10%, which corresponds to the usual injection variability. We observed that the differences between the results obtained with both methods are not clinically relevant in comparison to the current biological exposure index of urinary 1M2P. Accordingly, the headspace gas chromatography technique turned out to be a more sensitive, accurate, and simple method for the determination of urinary 1M2P.[Authors]

Distribution of free and conjugated cannabinoids in human bile samples.

The metabolism of Δ(9)-tetrahydrocannabinol (THC) is relatively complex, and over 80 metabolites have been identified. However, much less is known about the formation and fate of cannabinoid conjugates. Bile excretion is known to be an important route for the elimination of phase II metabolites. A liquid chromatography-tandem mass spectrometry LC-MS/MS procedure for measuring cannabinoids in oral fluid was adapted, validated and applied to 10 bile samples. THC, 11-hydroxy-Δ(9)-tetrahydrocannabinol (11-OH-THC), 11-nor-9-carboxy-Δ(9)-tetrahydrocannabinol (THCCOOH), cannabinol (CBN), cannabidiol (CBD), Δ(9)-tetrahydrocannabinolic acid A (THC-A), 11-nor-9-carboxy-Δ(9)-tetrahydrocannabinol glucuronide (THCCOOH-gluc) and Δ(9)-tetrahydrocannabinol glucuronide (THC-gluc) were determined following solid-phase extraction and LC-MS/MS. High concentrations of THCCOOH-gluc were found in bile samples (range: 139-21,275 ng/mL). Relatively high levels of THCCOOH (7.7-1548 ng/mL) and THC-gluc (38-1366 ng/mL) were also measured. THC-A, the plant precursor of THC, was the only cannabinoid that was not detected. These results show that biliary excretion is an important route of elimination for cannabinoids conjugates and that their enterohepatic recirculation is a significant factor to consider when analyzing blood elimination profiles of cannabinoids. Furthermore, we suggest that the bile is the matrix of choice for the screening of phase II cannabinoid metabolites.

Use of new biochemical plasmatic markers, plasma free and total metanephrines, for the diagnosis and follow-up of neuroblastoma in children with clinical correlation

Background: Neuroblastoma is a paediatrictumour derived from the neural crest. Biochemical diagnosis and follow up rely on quantitation of urinary catecholamines (dopamine and noradrenaline) and their metabolites vanillylmandelic acid (VMA) and homovanillic acid (HVA) (gold-standard). When combined, these analyses have a sensitivity of 95%. However, they are clearly limited by inaccuracy of urine collection in young children and normalisation of catecholamine concentrations by creatininuria. Recent development in biochemical diagnosis of pheochromocytoma, another neural crest tumour found in adults, shows that plasmatic measurement of methoxylated catecholamines called metanephrines are more sensitive and specific than other biomarkers. Moreover, a study to determine the reference intervals for metanephrines in a pediatric population has recently been completed. The aim of this work is to describe the role of metanephrines monitoring in the follow up of neuroblastoma. Method: This retrospective study included patients with neuroblastoma in whom the following parameters were determined: plasma free and total metanephrines, plasma catecholamines, 24h urinary catecholamines and metanephrines in absolute value and corrected by creatinine, VMA and HVA at the diagnosis and during treatment at the University Hospital of Lausanne (Switzerland). Eleven patients aged between the first day of life and 7 years old were followed between 2005 and 2012. Clinical outcome and biochemical concentrations of the analytes were correlated. Results: At diagnosis, plasma free and total normetanephrines and methoxytyramine have a sensitivity of 100% compared to 85% for the actual gold standard. Metanephrine remain below the upper reference limit as expected since these tumours do not produce adrenaline. The relationship between biochemical markers and clinical outcome is illustrated graphically. Plasma or urinary normetanephrine and methoxytyramine correlate better with the history of the patient than VMA and HVA, as evaluated by ordinal logistic regression. Concentrations of analytes in urine show a better correlation with clinical events when the results are corrected by creatininuria. Conclusion: Normetanephrine and methoxytyramine reflect disease history in neuroblastoma patients and could play a significant role in the follow up of this type of tumour. Formal studies in a sufficient number of patients are needed to confirm this preliminary observation.

Closed and open grade I and II tibial shaft fractures treated by reamed intramedullary nailing

RESUME Objectif : Le but de cette étude est d'évaluer les résultats du traitement par enclouage centre-médullaire alésé des fractures diaphysaires du tibia aussi bien fermées que pour les fractures ouvertes de stade I et II selon Gustillo. Méthodes: Entre 1997 et 2000, 119 patients présentant une fracture diaphysaire du tibia ont été traités dans notre service par un enclouage centre-médullaire alésé. En postopératoire, 96 patients, soit 70 fractures fermées et 26 fractures ouvertes I et II selon Gustillo, ont été suivis cliniquement et radiologiquement pour une période de plus d'une année et demi. L'introduction du clou centro-médullaire a été faite selon la technique habituelle, soit transtendineuse ou paratendineusé rotulienne. Tous les clous ont été alésés jusqu'à 1,5 mm au-dessus du diamètre du clou. Les patients ayant une fracture isolée du tibia ont été immédiatement mobilisés en charge partielle pour une période de 6 semaines. Ceux qui avaient des lésions associées, notamment au niveau de la cheville épsilatérale, ont nécessité la mise en place d'un plâtre de Type Sarmiento. Résultats : Six patients (6,3%) ont développé un syndrome des loges après chirurgie. Quarante-huit cas (50%) ont nécessité une dynamisation du clou après une période moyenne de 12 semaines en raison d'un retard de consolidation. En général, 90,6% des fractures ont consolidé après 24 semaines postopératoires en moyenne, sans aucune différence significative entre les fractures fermées et les fractures ouvertes. Deux patients (2,1 %) présentant une fracture ouverte degré II ont développé une infection profonde ayant nécessité un traitement. Nous avons également observé 9,4% de cals vicieux minimes et sans conséquence clinique. Huit patients (8,3%) ont eu une brisure des vis de .verrouillage mais également sans conséquence clinique. Au dernier contrôle, 52% des patients, dont ('introduction du clou s'est faite en transtendineux ont des douleurs antérieures du genou contre 14% parmi ceux où l'introduction était paratendineuse. Conclusion : L'enclouage centre-médullaire reste le traitement de choix pour les fractures diaphysaires du tibia, qu'elles soient fermées ou ouvertes degré I ou II selon Gustillo.