Long term global evaluation of a national AIDS prevention strategy: the case of Switzerland.

OBJECTIVES: The Swiss Aids prevention strategy has been subject to a continuous process of evaluation for the past 12 years. This paper describes the conceptual approach, methodology, results obtained and contribution to policy-making of that evaluation.¦DESIGN: The evaluation is on-going, global with respect to all components of the strategy, and utilization-focused. Each successive phase of the evaluation has included 10-20 studies centred either on aspects of process, of outcome or of environmental context. Findings are synthesized at the end of each phase. METHODS: Both quantitative and qualitative methods are used. Studies generally have one of three functions within the overall evaluation: assessment of trends through surveys or other types of repeated studies; evaluation of specific areas through a series of studies from different viewpoints; in-depth investigation or rapid assessment through one-off studies. Various methods of triangulation are used to validate findings. RESULTS: The evaluation has allowed for: the observation of behavioural change in different populations; the availability of scientific data in controversial fields such as drug-use policy; an understanding of the diversity of public appropriation of prevention messages. Recommendations are regularly formulated and have been used by policy-makers and field workers for strategy development. CONCLUSIONS: The global approach adopted corresponds well to the evaluation requirements of an integrated long-term prevention strategy. Cost is low relative to the extent of information provided. Such an evaluation cannot however address the question of causal relationship between the strategy and observed changes. The evaluation has contributed to the development of a culture of evaluation in Swiss AIDS prevention more generally.

Improved statistical evaluation of group differences in connectomes by screening-filtering strategy with application to study maturation of brain connections between childhood and adolescence.

Detecting local differences between groups of connectomes is a great challenge in neuroimaging, because the large number of tests that have to be performed and the impact on multiplicity correction. Any available information should be exploited to increase the power of detecting true between-group effects. We present an adaptive strategy that exploits the data structure and the prior information concerning positive dependence between nodes and connections, without relying on strong assumptions. As a first step, we decompose the brain network, i.e., the connectome, into subnetworks and we apply a screening at the subnetwork level. The subnetworks are defined either according to prior knowledge or by applying a data driven algorithm. Given the results of the screening step, a filtering is performed to seek real differences at the node/connection level. The proposed strategy could be used to strongly control either the family-wise error rate or the false discovery rate. We show by means of different simulations the benefit of the proposed strategy, and we present a real application of comparing connectomes of preschool children and adolescents.

Evaluation of steroidomics by liquid chromatography hyphenated to mass spectrometry as a powerful analytical strategy for measuring human steroid perturbations.

This review presents the evolution of steroid analytical techniques, including gas chromatography coupled to mass spectrometry (GC-MS), immunoassay (IA) and targeted liquid chromatography coupled to mass spectrometry (LC-MS), and it evaluates the potential of extended steroid profiles by a metabolomics-based approach, namely steroidomics. Steroids regulate essential biological functions including growth and reproduction, and perturbations of the steroid homeostasis can generate serious physiological issues; therefore, specific and sensitive methods have been developed to measure steroid concentrations. GC-MS measuring several steroids simultaneously was considered the first historical standard method for analysis. Steroids were then quantified by immunoassay, allowing a higher throughput; however, major drawbacks included the measurement of a single compound instead of a panel and cross-reactivity reactions. Targeted LC-MS methods with selected reaction monitoring (SRM) were then introduced for quantifying a small steroid subset without the problems of cross-reactivity. The next step was the integration of metabolomic approaches in the context of steroid analyses. As metabolomics tends to identify and quantify all the metabolites (i.e., the metabolome) in a specific system, appropriate strategies were proposed for discovering new biomarkers. Steroidomics, defined as the untargeted analysis of the steroid content in a sample, was implemented in several fields, including doping analysis, clinical studies, in vivo or in vitro toxicology assays, and more. This review discusses the current analytical methods for assessing steroid changes and compares them to steroidomics. Steroids, their pathways, their implications in diseases and the biological matrices in which they are analysed will first be described. Then, the different analytical strategies will be presented with a focus on their ability to obtain relevant information on the steroid pattern. The future technical requirements for improving steroid analysis will also be presented.

Ventricular arrhythmia in coronary artery disease: limits of a risk stratification strategy based on the ejection fraction alone and impact of infarct localization.

AIMS: Estimates of the left ventricular ejection fraction (LVEF) in patients with life-threatening ventricular arrhythmias related to coronary artery disease (CAD) have rarely been reported despite it has become the basis for determining patient's eligibility for prophylactic defibrillator. We aimed to determine the extent and distribution of reduced LVEF in patients with sustained ventricular tachycardia or ventricular fibrillation. METHODS AND RESULTS: 252 patients admitted for ventricular arrhythmia related to CAD were included: 149 had acute myocardial infarction (MI) (Group I, 59%), 54 had significant chronic obstructive CAD suggestive of an ischaemic arrhythmic trigger (Group II, 21%) and 49 patients had an old MI without residual ischaemia (Group III, 19%). 34% of the patients with scar-related arrhythmias had an LVEF > or =40%. Based on pre-event LVEF evaluation, it can be estimated that less than one quarter of the whole study population had a known chronic MI with severely reduced LVEF. In Group III, the proportion of inferior MI was significantly higher than anterior MI (81 vs. 19%; absolute difference, -62; 95% confidence interval, -45 to -79; P < or = 0.0001), though median LVEF was higher in inferior MI (0.37 +/- 10 vs. 0.29 +/- 10; P = 0.0499). CONCLUSION: Patients included in defibrillator trials represent only a minority of the patients at risk of sudden cardiac death. By applying the current risk stratification strategy based on LVEF, more than one third of the patients with old MI would not have qualified for a prophylactic defibrillator. Our study also suggests that inferior scars may be more prone to ventricular arrhythmia compared to anterior scars.

Cost evaluation of cardiovascular magnetic resonance versus coronary angiography for the diagnostic work-up of coronary artery disease: Application of the European Cardiovascular Magnetic Resonance registry data to the German, United Kingdom, Swiss, and United States health care systems.

ABSTRACT: BACKGROUND: Cardiovascular magnetic resonance (CMR) has favorable characteristics for diagnostic evaluation and risk stratification of patients with known or suspected CAD. CMR utilization in CAD detection is growing fast. However, data on its cost-effectiveness are scarce. The goal of this study is to compare the costs of two strategies for detection of significant coronary artery stenoses in patients with suspected coronary artery disease (CAD): 1) Performing CMR first to assess myocardial ischemia and/or infarct scar before referring positive patients (defined as presence of ischemia and/or infarct scar to coronary angiography (CXA) versus 2) a hypothetical CXA performed in all patients as a single test to detect CAD. METHODS: A subgroup of the European CMR pilot registry was used including 2,717 consecutive patients who underwent stress-CMR. From these patients, 21% were positive for CAD (ischemia and/or infarct scar), 73% negative, and 6% uncertain and underwent additional testing. The diagnostic costs were evaluated using invoicing costs of each test performed. Costs analysis was performed from a health care payer perspective in German, United Kingdom, Swiss, and United States health care settings. RESULTS: In the public sectors of the German, United Kingdom, and Swiss health care systems, cost savings from the CMR-driven strategy were 50%, 25% and 23%, respectively, versus outpatient CXA. If CXA was carried out as an inpatient procedure, cost savings were 46%, 50% and 48%, respectively. In the United States context, cost savings were 51% when compared with inpatient CXA, but higher for CMR by 8% versus outpatient CXA. CONCLUSION: This analysis suggests that from an economic perspective, the use of CMR should be encouraged as a management option for patients with suspected CAD.

Cost evaluation of cardiac magnetic resonance imaging versus coronary angiography for the work-up of coronary artery disease

Background: CMR has recently emerged as a robust and reliable technique to assess coronary artery disease (CAD). A negative perfusion CMR test predicts low event rates of 0.3-0.5%/year. Invasive coronary angiography (CA) remains the "gold standard" for the evaluation of CAD in many countries.Objective: Assessing the costs of the two strategies in the European CMR registry for the work-up of known or suspected CAD from a health care payer perspective. Strategy 1) a CA to all patients or 2) a CA only to patients who are diagnosed positive for ischemia in a prior CMR.Method and results: Using data of the European CMR registry (20 hospitals, 11'040 consecutive patients) we calculated the proportion of patients who were diagnosed positive (20.6%), uncertain (6.5%), and negative (72.9%) after the CMR test in patients with known or suspected CAD (n=2'717). No other medical test was performed to patients who were negative for ischemia. Positive diagnosed patients had a coronary angiography. Those with uncertain diagnosis had additional tests (84.7%: stress echocardiography, 13.1%: CCT, 2.3% SPECT), these costs were added to the CMR strategy costs. Information from costs for tests in Germany and Switzerland were used. A sensibility analysis was performed for inpatient CA. For costs see figure. Results - costs.Discussion: The CMR strategy costs less than the CA strategy for the health insurance systems both, in Germany and Switzerland. While lower in costs, the CMR strategy is a non-invasive one, does not expose to radiation, and yields additional information on cardiac function, viability, valves, and great vessels. Developing the use of CMR instead of CA might imply some reduction in costs together with superior patient safety and comfort, and a better utilization of resources at the hospital level. Document introduit le : 01.12.2011

Evaluation cardiologique préopératoire avant chirurgie non cardiaque: stratification du risque cardiovasculaire [Preoperative cardiac assessment before non-cardiac surgery: cardiac risk stratification].

Perioperative cardiac events occurring in patients undergoing non-cardiac surgery are a common cause of morbidity and mortality. Current guidelines recommend an individualized approach to preoperative cardiac risk stratification prior to non-cardiac surgery, integrating risk factors both for the patient (active cardiac conditions, clinical risk factors, functional capacity) and for the planned surgery. Preoperative cardiac investigations are currently limited to high-risk patients in whom they may contribute to modify the perioperative management. A multidisciplinary approach to such patients, integrating the general practitioner, is recommended in order to define an individualized peri-operative strategy.

Strategy selection during exploratory behavior: sex differences

This study was designed to assess sex-related differences in the selection of an appropriate strategy when facing novelty. A simple visuo-spatial task was used to investigate exploratory behavior as a specific response to novelty. The exploration task was followed by a visual discrimination task, and the responses were analyzed using signal detection theory. During exploration women selected a local searching strategy in which the metric distance between what is already known and what is unknown was reduced, whereas men adopted a global strategy based on an approximately uniform distribution of choices. Women's exploratory behavior gives rise to a notion of a secure base warranting a sense of safety while men's behavior does not appear to be influenced by risk. This sex-related difference was interpreted as a difference in beliefs concerning the likelihood of uncertain events influencing risk evaluation. Keywords: exploration, spontaneous strategies, sex differences, decision-making.

Preclinical evaluation of implantable cardioverter-defibrillator developed for magnetic resonance imaging use.

BACKGROUND: Many patients with an implantable cardioverter-defibrillator (ICD) have indications for magnetic resonance imaging (MRI). However, MRI is generally contraindicated in ICD patients because of potential risks from hazardous interactions between the MRI and ICD system. OBJECTIVE: The purpose of this study was to use preclinical computer modeling, animal studies, and bench and scanner testing to demonstrate the safety of an ICD system developed for 1.5-T whole-body MRI. METHODS: MRI hazards were assessed and mitigated using multiple approaches: design decisions to increase safety and reliability, modeling and simulation to quantify clinical MRI exposure levels, animal studies to quantify the physiologic effects of MRI exposure, and bench testing to evaluate safety margin. RESULTS: Modeling estimated the incidence of a chronic change in pacing capture threshold >0.5V and 1.0V to be less than 1 in 160,000 and less than 1 in 1,000,000 cases, respectively. Modeling also estimated the incidence of unintended cardiac stimulation to occur in less than 1 in 1,000,000 cases. Animal studies demonstrated no delay in ventricular fibrillation detection and no reduction in ventricular fibrillation amplitude at clinical MRI exposure levels, even with multiple exposures. Bench and scanner testing demonstrated performance and safety against all other MRI-induced hazards. CONCLUSION: A preclinical strategy that includes comprehensive computer modeling, animal studies, and bench and scanner testing predicts that an ICD system developed for the magnetic resonance environment is safe and poses very low risks when exposed to 1.5-T normal operating mode whole-body MRI.

Construction and Quantitative Evaluation of a Dual Specific Promoter System for Monitoring the Expression Status of Stra8 and c-kit Genes.

Applications of genetic constructs with multiple promoters, which are fused with reporter genes and simultaneous monitoring of various events in cells, have gained special attention in recent years. Lentiviral vectors, with their distinctive characteristics, have been considered to monitor the developmental changes of cells in vitro. In this study, we constructed a novel lentiviral vector (FUM-M), containing two germ cell-specific promoters (Stra8 and c-kit), fused with ZsGreen and DsRed2 reporter genes, and evaluated its efficiency in different cells following treatments with retinoic acid and DMSO. Several cell lines (P19, GC-1 spg and HEK293T) were transduced with this vector, and functional capabilities of the promoters were verified by flow cytometry and quantitative RT-PCR. Our results indicate that FUM-M shows dynamic behavior in the presence and absence of extrinsic factors. A correlation was also observed between the function of promoters, present in the lentiviral construct and the endogenous level of the Stra8 and c-kit mRNAs in the cells. In conclusion, we recommend this strategy, which needs further optimization of the constructs, as a beneficial and practical way to screen chemical inducers involved in cellular differentiation toward germ-like cells.

Development and evaluation of antibody-MHC/peptide conjugates as a new form of cancer immunotherapy

Summary One of the major goals of cancer immunotherapy is the induction of a specific and effective antitumor cytotoxic T lymphocyte (CTL) response. However, the downregulation of Class I Major Histocompatibility Complexes (MHC) expression and the low level of tumor peptide presentation on tumor cell surface, ás well as the low immunogenicity of tumor specific antigens, limit the effectiveness of anti-tumor CTL responses. On the other hand, monoclonal antibodies, which bind with high affinity to tumor cell surface markers, are powerful tumor targeting tools. However, their capacity to .kill cancer cells is limited and mAb cancer treatments usually require the addition of different form of chemotherapy. The new cancer immunotherapy strategy described herein combines the advantage of the high tumor targeting capacity of monoclonal antibodies (mAb) with the powerful cytotoxicity of CD8 T lymphocytes directed against highly antigenic peptide-MHC complexes. Monoclonal antibody Fab fragments directed against a cell surface tumor associated antigen (TAA) are chemically coupled to soluble MHC class I complexes carrying a highly antigenic peptide. Antibody guided targeting and oligomerization of numerous antigenic class IMHC/peptide complexes on tumor cell surfaces can redirect the cytotoxicity of peptide-specific CD8 T cells towards target cancer cells. After the description of the production of murine anti-tumor xMHC/peptide conjugates in the first part of this thesis, the therapeutic potential of such conjugates were sequentially investigated in different syngeneic tumor mouse models. As a first proof of principle, transgenic OT-1 mice and later CEA transgenic C57BL/6 (B6) mice, adoptively transferred with OT-1 spleen cells and immunized with ovalbumin, were used as a model of high frequency of ova peptide specific T cells. In these mice, growth inhibition and regression of palpable colon carcinoma expressing CEA, were obtained by systemic injection of anti-CEA Fab/H-2Kb/ova peptide conjugates. Next, LCMV virus and influenza virus infection of B6 mice were used as viral models to redirect natural antiviral CTL responses to tumors via conjugates loaded with viral peptides. We showed that in mice infected with the LCMV virus, subcutaneous CEA-expressing tumor cells were inhibited by the H2Db/GP33 restricted anti-viral CTL response when preincubated before grafting with anti-CEA Fab-H-2Db/GP33 peptide conjugates. In mice infected with the influenza virus, lung metastases expressing the HER2 antigen were inhibited by the H-2Db/NP366 restricted CTLs response when preincubated before injection with anti-Her2 Fab-H-2Db/NP366 peptide conjugates. In the last chapter, the stability of the peptide in the anti-CEA Fab-H-2Db/GP33 conjugates was improved by the covalent photocross-link of the GP33 peptide in the H-2Db MHC groove. Thus, LCMV immune mice could reject CEA expressing tumors when treated with systemic injections of anti-CEA FabH-2Db/GP33 cross-linked conjugates. These results are encouraging for the potential application of this strategy in clinic. Such conjugates could be used alone in patients boosted by the relevant virus, or used in combination with existing T cell based ìmmunotherapy. Résumé Une des principales approches utilisées dans l'immunothérapie contre le cancer consiste en l'induction d'une réponse T cytotoxique (CTL) spécifiquement dirigée contre la tumeur. Cependant, le faible niveau d'expression des complexes majeurs d'histocompatibilité de classe I (CMH I) et de présentation des peptides tumoraux à la surface des cellules cancéreuses ainsi que la faible immunogenicité des antigens tumoraux, limitent l'efficacité de la réponse CTL. D'autre part,. l'injection d'anticorps monoclonaux (mAb), se liant avec une haute affinité aux marqueurs de surface des cellules tumorales, a fourni des résultats cliniques encourageant. Cependant l'efficacité de ces mAbs contre des tumeur solides reste limitée et necessite souvent l'addition de chimiotherapie. La nouvelle stratégie thérapeutique décrite dans ce travail associe le fort pouvoir de localisation des anticorps monoclonaux et le fort pouvoir cytotoxique des lymphocytes T CD8+. Des fragments Fab d'anticorps monoclonaux, dirigés contre des antigènes surexprimés à la surface de cellules tumorales, ont été chimiquement couplés à des CMH I solubles, portant un peptide fortement antigénique. Le ciblage et l'oligomérisation à la surface des cellules tumorales de nombreux CMH I présentant un peptide antigénique, va réorienter la cytotoxicité des cellules T CD8+ spécifiques du peptide présenté, vers les cellules tumorales cibles. Après une description de la production de conjugé anti-tumeur x CMH Upeptide dans la première partie de cette thèse, le potentiel thérapeutique de tels conjugés a été successivement étudiés in vivo dans différents modèles de tumeur syngénéiques. Tout d'abord, des souris OT-1 transgéniques, puis des souris C57BL/6 (B6) transférées avec des cellules de rate OT-1 puis immunisées avec l'ovalbumine, ont été employées comme modèle de haute fréquence de cellules T CD8+ spécifiques du peptide ova. Chez ces souris, l'inhibition de la croissance et la régression de nodules palpables de carcinomes exprimant l'antigène caccino embryonaire (ACE), ont été obtenues par l'injection systémique de conjugés anti-ACE Fab/H-2Kb/ova. Par la suite, l'infection de souris B6 par le virus LCMV et par le virus de la grippe, ont été utilisés comme modèles viraux pour redirigées des réponses anti-virales naturelles vers les tumeurs, en utilisant des conjugés chargés avec des peptides viraux. Nous avons montré que .chez les souris infectées par le LCMV, la croissance de carcinome sous-cutané est empêchée par la réponse anti-virale, spécifique du complexe H2Db/GP33, lorsque les cellules tumorales greffées sont pré-incubées avec des conjugés anti-CEA Fab-H-2Db/GP33. Dans le cas de souris infectées par le virus de la grippe, la métastatisation de mélanomes pulmonaires exprimant l'antigène HER-2 est inhibée par la réponse anti-virale spécifique du complexe H-2Db/NP366, après pré-incubation des cellules tumorales avec des conjugés anti-Her2 FabxH-2Db/NP366. Dans le dernier chapitre, la liaison covalente du peptide GP33 dans le complexe H-2Db a amélioré la stabilité des conjugés correspondants et a permis le traitement systémique de souris greffées avec des tumeurs exprimant l'ACE et infectées par le LCMV. L'ensemble de ces résultats sont encourageant pour l'application de cette strategie en clinique. De tels conjugués pourraient être employés seuls ou en combinaison avec des protocols d'immunisation peptidique anti-tumoral. Résumé pour un large public Dans les pays industrialisés, le cancer se situe au deuxième rang des causes de mortalité après les maladies cardiovasculaires. Les principaux traitement de nombreux cancers sont la chirurgie, en association avec la radiothérapie et la chimiothérapie. L'immunothérapie est l'une des nouvelles approches mises en oeuvre pour la lutte contre le cancer. Elle peut être humorale, et s'appuyer alors sur la perfusion d'anticorps monoclonaux dirigés contre des antigènes tumoraux, par exemple les anticorps dirigés contre les protéines oncogéniques Her-2/neu dans le cancer du sein. Ces anticorps ont le grand avantage de spécifiquement se localiser à la tumeur et d'induire la lyse ou d'inhiber la proliferation des cellules tumorales exprimant l'antigène. Certains sont utilisés en clinique pour le traitement de lymphomes, de carcinomes de l'ovaire et du sein ou encore de carcinomes metastatiques du côlon. Cependant l'efficacité de ces anticorps contre des tumeurs solides reste limitée et les traitements exigent souvent d'être combiner avec de la chimiothérapie. L'immunothérapie spécifique peut également être cellulaire et reposer sur une démarche de type vaccinal, consistant à générer des lymphocytes T cytotoxiques (cytotoxic T lymphocytes :CTL) capables de détruire spécifiquement les cellules malignes. Pour obtenir une réponse lymphocytaire T cytotoxique antitumorale, la cellule T doit reconnaître un antigène associé à la tumeur, présenté sous forme de peptide dans un complexe majeur d'histocompatibilité de classe I. Or les cellules tumorales ne presentent pas efficacement les peptides antigèniques, car elles se caractérisent par une diminution ou une absence d'expression des antigènes d'histocompatibilité de classe I, des molécules d'adhésion et des cytokines costimulatrices, et par une faible expression des antigènes associés aux tumeurs. C'est en partie pourquoi, malgré l'induction de fortes réponses CTL specifiquement dirigés contre des antigens tumoraux, les régressions tumorales obtenus grace à ces vaccinations sont relativement rares. Alors que chez les personnes atteintes du cancer on observe l'instauration d'une tolérance immunitaire vis-à-vis de la tumeur, à l'inverse, notre systeme immunitaire reste parfaitement capable de combattre des infection virales classiques, tels que la grippe, qui font aussi appel à une réponse T cytotoxique. Notre groupe de recherche a donc eu l'idee de développer une nouvelle approche thérapeutique où une réponse immunitaire anti-virale très efficace serait redirigée vers les tumeurs par des anticorps monoclonaux. Concrètement, nous avons chimiquement couplés des fragments d'anticorps monoclonaux dirigés contre des antigènes surexprimés à la surface de cellules tumorales, à des CMH I portant un peptide viral antigénique. Les cellules tumorales, ciblées par le fragment anticorps et couvertes d' antigènes viraux présentés par des molécules de CMH I, peuvent ainsi tromper les lymphocytes cytotoxiques anti-viraux qui vont détruire les cellules tumorales comme si elles étaient infectées par le virus. Suite à des résultats prometteurs obtenus in vitro avec différents conjugués anticorps-CMH humain de type HLA.A2/peptide Flu, le but du projet était de tester in vivo des conjugués anticorps-CMH I murins sur des modèles expérimentaux de souris. Tout d'abord, des souris transgéniques pour un recepteur T specifique du peptide ova, puis des transferts adoptifs de ces cellules T specifiques dans des souris immunocompétentes, ont été choisi comme modèle de haute fréquence des cellules T spécifiques, et ont permi de valider le principe de la strategie in vivo. Puis, deux modèles viraux ont été elaboré avec le virus LCMV et le virus Influenza, pour réorienter des réponses antivirales naturelles vers les tumeurs grâce à des conjugés chargés avec des peptides viraux. Nous avons montré la grande capacité de nos conjugués à rediriger des réponses cytotoxiques vers les tumeurs et inhiber la croissance de tumeurs syngénéiques sous cutanés et pulmonaires. Ces résultats d'inhibition tumorales obtenus dans des souris immunocompétentes, grâce à l'injection de conjugués anticorps xCMH/peptide et réorientant deux réponses antivirales différentes vers deux modèles tumoraux syngeneiques, sont encourageant pour l'application de cette nouvelle stratégie en clinique.

Evaluation of occupational exposure: comparison of biological and environmental variabilities using physiologically based toxicokinetic modeling

PURPOSE: Few studies compare the variabilities that characterize environmental (EM) and biological monitoring (BM) data. Indeed, comparing their respective variabilities can help to identify the best strategy for evaluating occupational exposure. The objective of this study is to quantify the biological variability associated with 18 bio-indicators currently used in work environments. METHOD: Intra-individual (BV(intra)), inter-individual (BV(inter)), and total biological variability (BV(total)) were quantified using validated physiologically based toxicokinetic (PBTK) models coupled with Monte Carlo simulations. Two environmental exposure profiles with different levels of variability were considered (GSD of 1.5 and 2.0). RESULTS: PBTK models coupled with Monte Carlo simulations were successfully used to predict the biological variability of biological exposure indicators. The predicted values follow a lognormal distribution, characterized by GSD ranging from 1.1 to 2.3. Our results show that there is a link between biological variability and the half-life of bio-indicators, since BV(intra) and BV(total) both decrease as the biological indicator half-lives increase. BV(intra) is always lower than the variability in the air concentrations. On an individual basis, this means that the variability associated with the measurement of biological indicators is always lower than the variability characterizing airborne levels of contaminants. For a group of workers, BM is less variable than EM for bio-indicators with half-lives longer than 10-15 h. CONCLUSION: The variability data obtained in the present study can be useful in the development of BM strategies for exposure assessment and can be used to calculate the number of samples required for guiding industrial hygienists or medical doctors in decision-making.

Construction and Quantitative Evaluation of a Dual Specific Promoter System for Monitoring the Expression Status of Stra8 and c-kit Genes.

Applications of genetic constructs with multiple promoters, which are fused with reporter genes and simultaneous monitoring of various events in cells, have gained special attention in recent years. Lentiviral vectors, with their distinctive characteristics, have been considered to monitor the developmental changes of cells in vitro. In this study, we constructed a novel lentiviral vector (FUM-M), containing two germ cell-specific promoters (Stra8 and c-kit), fused with ZsGreen and DsRed2 reporter genes, and evaluated its efficiency in different cells following treatments with retinoic acid and DMSO. Several cell lines (P19, GC-1 spg and HEK293T) were transduced with this vector, and functional capabilities of the promoters were verified by flow cytometry and quantitative RT-PCR. Our results indicate that FUM-M shows dynamic behavior in the presence and absence of extrinsic factors. A correlation was also observed between the function of promoters, present in the lentiviral construct and the endogenous level of the Stra8 and c-kit mRNAs in the cells. In conclusion, we recommend this strategy, which needs further optimization of the constructs, as a beneficial and practical way to screen chemical inducers involved in cellular differentiation toward germ-like cells.

Evaluation des pratiques d'irrigation, de fertilisation et d'application de pesticides dans l'agriculture périurbaine de Dakar, Sénégal

RESUMEL'agriculture urbaine et périurbalne - nommée ci-après AU - est un thème fort de recherche transversale, au vu des nombreux enjeux économiques, sociaux et environnementaux. L'objectif de cette recherche était de contribuer à une meilleure connaissance des processus de transfert de polluants et du cycle des nutriments à l'échelle locale, afin de déterminer sous quelles conditions l'AU de Dakar peut être pratiquée sans porter atteinte à la santé et à l'environnement.Une approche basée sur l'étude des processus géochimiques dans ie sol jusqu'à la nappe a été choisie, à l'échelle de la parcelle cultivée et à une échelle un peu plus large de la zone périurbaine de Dakar pour déterminer les influences du type d'occupation du sol.L'évaluation des impacts de l'irrigation avec des eaux usées brutes et des eaux de nappe saumâtres sur la qualité des sols (chapitre 2) a montré que l'alcalinité et les teneurs en calcium élevées des eaux saumâtres induisent la précipitation de CaC03 dans l'horizon superficiel du sol. Na remplace consécutivement Ca sur le complexe argilo-humique du sol et les bicarbonates diminuent dans la solution du sol. Le carbone organique dissout (COD) augmente significativement dans la solution du sol et dans la nappe sous-jacente. Malgré l'alcalinité et les teneurs très élevées en calcium des eaux usées, il y a peu de précipitation de CaC03 dans l'horizon superficiel du sol et une faible augmentation du sodium échangeable ESP. La nitrification de l'ammonium des eaux usées (moy 190mg/L à Pikine) produit des protons, qui ne sont plus tamponnés par les bicarbonates exportés hors du profil. Il y a alors une nette baisse de pH des sols irrigués par des eaux usées non traitées. Les sols irrigués par des eaux usées et saumâtres stockent moins de C et Ν que les sols de référence.L'évaluation de l'influence de l'occupation des sols en zone périurbaine sur à la nappe phréatique peu profonde (chapitre 3) a permis de déterminer les traceurs représentatifs de l'occupation du sol, à savoir Br/CI, NO3/CI et δ180-Ν03 pour l'irrigation par des eaux usées, pH et δ15Ν-Ν03 pour l'irrigation par des eaux de nappe, et Rb+Cr et Κ pour les lixiviats de fosses septiques. Ce chapitre a mis en évidence des points importants de la dynamique de l'azote en zone périurbaine sous deux occupations du sol : (1) la dénitrification est un processus important dans l'agrosystème périurbain de Dakar en bas de dune, dans les gleysols où l'on trouve des conditions temporairement réduites et un substrat organique favorables aux microorganismes de la dénitrification. Les teneurs en nitrates sont presque nulles avec irrigation d'eau de nappe. (2) en bas de pente, mais avec irrigation quotidienne par les eaux usées, l'apport continu d'ammonium inhibe probablement la dénitrification, mais favorise la volatilisation. (3) la nitrification de l'ammonium dans la nappe lors de la lixiviation des fosses septiques se distingue de la nitrification de l'ammonium dans la zone non saturée dans la zone d'agriculture périurbaine par la composition isotopique de l'oxygène de l'eau. Une comparaison des flux d'azote entre l'agrosystème et les quartiers périurbains de Dakar (chapitre 4) ont révélé que ces derniers étaient du même ordre de grandeur par unité de surface, à savoir 2-4 tonnes Ν /ha/an.L'évaluation des flux de pesticides dans l'agrosystème et des risques induits pour les eaux souterraines (chapitre 5) a révélé un fiux total de pesticides de 60kg/ha/an, totalisant 15 matières actives. Seules deux de ces matières actives sont autorisées par le comité des pesticides sahélien. Les pesticides les plus utilisés par les producteurs sont l'organochloré dicofol, les organophosphorés methamidophos, dimethoate et fenithrotion ainsi que le cabamate methomyl. Les flux les plus importants sont de 9 à 7 kg/ha/an (methomyl, methamidophos, ethoprophos et dicofol). Les pesticides qui présentent un risque élevé de contamination des eaux souterraines et qui devraient être prioritaires pour un suivi analytique sont : le carbofuran, le dimethoate, l'ethoprophos et le methomyl.En conclusion, une meilleure gestion de la fertilisation est nécessaire dans la zone d'AU de Dakar, afin de (1) réduire les pertes gazeuses qui contribuent à l'effet de serre, (2) de ralentir la minéralisation du carbone et de l'azote organiques pour créer un stock de C et Ν dans ces sols, (3) de limiter le lessivage dans la nappe et enfin, 4) d'augmenter l'efficacité d'utilisation de Ν par les plantes. Une optimisation de l'irrigation devrait limiter l'alcalinisation secondaire. Enfin, la mise en place d'une lutte intégrée ou biologique contre les ravageurs est indispensable afin de minimiser les risques pour les eaux souterraines et les mares permanentes.ABSTRACTUrban and periurban agriculture (UA) is an important issue in southern countries, because of its key role in their social and economical development and its environmental concern. The goal of this study was to contribute to a better understanding of pollutant transfer and nutrient cycling at the local scale, in order to implement the necessary improvements to guarantee the sustainability of this practice.An approach based on geochemical processes occurring in the vadose zone from the surface down to the groundwater level was chosen, at the scale of cultivated plots and at the regional scale of Dakar periurban areas, to determine the influence of land use.The assessment of irrigation with untreated domestic wastewater and brackish water on soil quality (chapter 2) showed: (1) that the high alkalinity and calcium contents of brackish water induce CaC03 precipitation in the top layer of the soil and therefore a replacement of Ca by Na on the clay- humic complexes, strongly marked during the dry season. Dissolved organic carbon (DOC) increased significantly in the soil solution and in the underlying groundwater. (2) in spite of the similarly high alkalinity and Ca contents of waste water, there is only little CaC03 precipitation and a low increase of the percentage of exchangeable sodium (ESP) in the soil top layer. The nitrification of the ammonium of wastewater (mean 190 mg/L in Pikine) produces protons, which are not any more buffered by bicarbonates exported out of the soil profile, which leads to a net decline of soil pH. Both soils irrigated with untreated wastewater and brackish water store less of C and Ν than soils irrigated with non saline groundwater.The assessment of the impact of land use on the shallow groundwater (chapter 3) allowed determining representative tracers of the land use. Low Br/CI ratio, high NO3/CI ratio and low δ1βΟ- nitrate indicated the influence of wastewater; high pH and high 515N-nitrates indicated the influence of brackish water together with high amendments of organic fertilizers; high Rb+Cr and Κ indicated the influence of poor sanitation facilities in periurban districts (septic tank leakage). This chapter also pointed out the following facts about the nitrogen dynamics : (1) denitrification is a key-process in the Dakar UA agrosystem in the gleysols irrigated with groundwater. The underlying groundwater is almost nitrate free. (2) in the Gleysols irrigated with waste water, ammonium inhibits denitrification but facilitate ammoniac volatilization. A comparison of nitrogen balance between the UA agrosystem and the periurban districts of Dakar (chapter 4) revealed similar flows per surface unit, namely 2-4 tons Ν / ha / year.The evaluation of pesticides use in the UA agrosystem and the risk assessment for the groundwater (chapter 5) revealed a total flow of pesticides of 60kg / ha / year, totalizing 15 active substances. Only two of these are authorized by the Sahelian Pesticides Committee. The most used pesticides are dicofol (organochlorinated), methamidophos, dimethoate and fenithrotion (organophosphate) as well as methomyl. (carbamate). The most important flows vary between 9 to 7 kg / ha / year. Pesticides with a high risk of groundwater contamination - according to SIRIS and EPRIP 2 indicators - are: carbofuran, dimethoate, ethoprophos and methomyl. These substances should be established as a priority for an analytical follow-up in the different environmental compartments.In conclusion, a better management of the fertilization is necessary in the Dakar UA, (1) to reduce the gaseous losses which contribute to greenhouse emissions (2) to slow down the mineralization of the organic carbon and the nitrogen, in order to enhance the C and Ν stock in these soils, (3) to limit the nitrate leaching in the groundwater and finally, 4) to increase the N-use efficiency of plants. An optimization of the irrigation scheme should limit the secondary sodisation if coupled with an increase the stable organic matter of the soil. An integrated or biologic crop pest strategy is urgently needed to minimize risks with respect to ground and surface water (ponds used for fishing).RESUME LARGE PUBLICL'agriculture mondiale connaît actuellement une crise majeure, affectée par les changements climatiques, la sécurité alimentaire et les dégradations de l'environnement. Elle n'a plus le rôle unique de produire, mais devient un élément essentiel de la protection des ressources naturelles et du paysage. Les politiques agricoles basées sur les marchés mondiaux devront se réorienter vers une agriculture locale basée sur le développement durable.La production alimentaire située dans l'enceinte des villes, nommée agriculture urbaine ou périurbaine (AU ci-après) joue un rôle important dans le contexte actuel d'accroissement de la population et de la pauvreté urbaines. L'AU concerne en effet la majorité des mégapoies du monde, fait vivre plus de 200 millions de personnes dans les pays du Sud, fournit jusqu'à 80% de la demande urbaine en certains produits frais, fait barrière à l'extension urbaine et permet un recyclage de certains déchets urbains. L'AU a pour particularité d'être à cheval entre des politiques rurales et urbaines, d'où un délaissement ce cette activité au secteur informel. Ce qui a développé de nombreuses stratégies à risques, comme à Dakar, où les petits producteurs périurbains irriguent quotidiennement avec des eaux usées domestiques par manque d'accès à une eau de bonne qualité et pour raccourcir les cycles de production. L'extrême précarité foncière des acteurs de l'AU de Dakar les empêchent d'investir à long terme et induit des pratiques inadéquates d'irrigation, d'usage de pesticides et de fertilisation de ces sols sableux.L'objectif de cette recherche était de contribuer à une meilleure connaissance des processus de transfert de polluants et du cycle des nutriments à l'échelle des parcelles cultivées par des eaux usées et des eaux saumâtres, afin de déterminer sous quelles conditions l'AU de Dakar peut être pratiquée et surtout maintenue sans porter atteinte à la santé et à l'environnement. Pour cela, une approche basée sur l'étude des processus géochimiques dans le sol jusqu'à la nappe a été choisie, à l'échelle de la parcelle cultivée et à une échelle un peu plus large de la zone périurbaine de Dakar pour déterminer les influences du type d'occupation du sol.Les résultats principaux de cette étude ont montré que (1) il y a un processus de salinisation anthropique des sols (sodisation) lors d'irrigation avec des eaux de nappe saumâtres, un processus accentué en saison sèche et lors d'années à pluviométrie déficitaire. Bien que les eaux usées soient aussi salines que les eaux de nappe, la salinisation des sols irrigués' par des eaux usées est limitée par l'ammonium présent dans les eaux usées (moy 190mg NH4/L à Pikine) qui produit de l'acidité lors de la transformation en nitrates dans le sol (nitrification). (2) les sols irrigués par des eaux usées (EU) stockent moins de C et Ν que les sois de référence, ce qui montrent bien que l'azote des eaux usées n'est pas disponible pour les plantes, mais est lessivé dans la nappe (100 à 450 mg/L N03 sous irrigation par EU, alors que la limite de OMS est de 50mg/L). (3) l'utilisation des isotopes stables des nitrates et des éléments traces, notamment le bore et le brome, ont permis de distinguer l'influence de l'irrigation par des eaux usées, de l'irrigation par des eaux de nappe et des lixiviats de fosses septiques sur les propriétés de la nappe. (4) Le processus de la dénitrification (atténuation naturelle des concentrations en nitrates de la nappe par biotransformation en azote gazeux) est important dans les zones basses de l'agrosystème périurbain de Dakar, sous irrigation par eaux naturelles (ΝΟ3 < 50mg/L). Tandis que sous habitat sans assainissement adéquat, les nitrates atteignent 300 à 700 mg/L. (5) Le flux total de pesticides dans l'AU est énorme (60kg/ha/an) totalisant 15 pesticides, dont deux seulement sont autorisés. Les pesticides les plus utilisés sont des insecticides organophosphorés et organochlorés classés extrêmement dangereux à dangereux par l'OMS, appliqués à des doses de 2 à 9 kg/ha/an. Les pesticides qui ont montré un risque élevé de contamination des eaux souterraines avec les indicateurs SIRIS et EPRIP2 sont : le carbofuran, le dimethoate, l'ethoprophos et le methomyl.En conclusion, nous recommandons la reconstitution d'un horizon superficiel des sols riche en matière organique stable et structuré par production locale de compost. Cette mesure réduira les pertes gazeuses contribuant à l'effet de serre, augmentera le stock de Ν dans ces sols, alors utilisable par les plantes et permettra de diminuer l'irrigation car la capacité de rétention de l'eau dans le sol sera accru, ce qui limitera le lessivage des nitrates dans la nappe et l'alcalinisation secondaire. Enfin, la mise en place d'une lutte intégrée ou biologique contre les ravageurs est indispensable afin de minimiser les risques pour les eaux souterraines et lesmares permanentes.