Effect of investigator experience in CT colonography.

The aim of this study was to determine the impact of the learning curve on the diagnostic performances of CT colonography. Two blinded teams, each having a radiologist and gastroenterologist, prospectively examined 50 patients using helical CT scan followed by colonoscopy. Intermediate data evaluation was performed after 24 data sets (group 1) and compared with data from 26 subsequent patients (group 2). Parameters evaluated included sensitivity, specificity, false-positive and false-negative findings, time of data acquisition and interpretation. Using colonoscopy as the gold standard, sensitivity for CT colonography was for lesions >5 mm 63% for both teams for group 1 patients; for group 2 patients sensitivity was 45% for team 1 and 64% for team 2. Specificity per patients was for patient group 1 42% for team 1 and 58% for team 2; for patient group 2 it was 79% for both teams ( p=0.04 for team 1; p=0.2 for team 2). Comparing group 1 with group 2, the number of false-positive findings decreased significantly ( p=0.02). Furthermore, the mean time of data evaluation decreased from 45 to 17 min ( p=0.002) and the mean time of data acquisition from 19 to 17 min. With increasing experience, specificity and the time required for data interpretation improved and false positives decreased. There was no significant change of sensitivity, false-negative findings and time of data acquisition. A minimum experience of the readers is required for data interpretation of CT colonography.

A follow-up study on the quality of alcohol dependence-related information on the web.

ABSTRACT: In order to evaluate the one-year evolution of web-based information on alcohol dependence, we re-assessed alcohol-related sites in July 2007 with the same evaluating tool that had been used to assess these sites in June 2006. Websites were assessed with a standardized form designed to rate sites on the basis of accountability, presentation, interactivity, readability, and content quality. The DISCERN scale was also used, which aimed to assist persons without content expertise in assessing the quality of written health publications. Scores were highly stable for all components of the form one year later (r = .77 to .95, p < .01). Analysis of variance for repeated measures showed no time effect, no interaction between time and scale, no interaction between time and group (affiliation categories), and no interaction between time, group, and scale. The study highlights lack of change of alcohol-dependence-related web pages across one year.

Stochastic demography and the neutral substitution rate in class-structured populations.

The neutral rate of allelic substitution is analyzed for a class-structured population subject to a stationary stochastic demographic process. The substitution rate is shown to be generally equal to the effective mutation rate, and under overlapping generations it can be expressed as the effective mutation rate in newborns when measured in units of average generation time. With uniform mutation rate across classes the substitution rate reduces to the mutation rate.

Evolutionary ecology of learning: insights from fruit flies

Ecologically and evolutionarily oriented research on learning has traditionally been carried out on vertebrates and bees. While less sophisticated than those animals, fruit flies (Drosophila) are capable of several forms of learning, and have an advantage of a short generation time, which makes them an ideal system for experimental evolution studies. This review summarizes the insights into evolutionary questions about learning gained in the last decade from evolutionary experiments on Drosophila. These experiments demonstrate that Drosophila have the genetic potential to evolve substantially improved learning performance in ecologically relevant learning tasks. In at least one set of selected populations the improved learning generalized to another task than that used to impose selection, involving a different behavior, different stimuli, and a different sensory channel for the aversive reinforcement. This improvement in learning ability was associated with reduction in other fitness-related traits, such as larval competitive ability and lifespan, pointing out to evolutionary trade-offs of improved learning. These trade-offs were confirmed by other evolutionary experiments where reduction in learning performance was observed as a correlated response to selection for tolerance to larval nutritional stress or for delayed aging. Such trade-offs could be one reason why fruit flies have not fully used up their evolutionary potential for learning ability. Finally, another evolutionary experiment with Drosophila provided the first direct evidence for the long-standing ideas that learning can under some circumstances accelerate and in other slow down genetically-based evolutionary change. These results demonstrate the usefulness of fruit flies as a model system to address evolutionary questions about learning.

Microbiological activities in moonmilk monitored using isothermal microcalorimetry (cave of Vers Chez le Brandt, Neuchatel, Switzerland)

Studies of the influence of microbial communities on calcium carbonate deposits mostly rely on classical or molecular microbiology, isotopic analyses, and microscopy. Using these techniques, it is difficult to infer microbial activities in such deposits. In this context, we used isothermal microcalorimetry, a sensitive and nondestructive tool, to measure microbial activities associated with moonmilk ex-situ. Upon the addition of diluted LB medium and other carbon sources to fresh moonmilk samples, we estimated the number of colony forming units per gram of moonmilk to be 4.8 3 105 6 0.2 3 105. This number was close to the classical plate counts, but one cannot assume that all active cells producing metabolic heat were culturable. Using a similar approach, we estimated the overall growth rate and generation time of the microbial community associated with the moonmilk upon addition of various carbon sources. The range of apparent growth rates of the chemoheterotrophic microbial community observed was between 0.025 and 0.067 h21 and generation times were between 10 and 27 hours. The highest growth rates were observed for citrate and diluted LB medium, while the highest carbon-source consumption rates were observed for low molecular weight organic acids (oxalate and acetate) and glycerol. Considering the rapid degradation of organic acids, glucose, and other carbon sources observed in the moonmilk, it is obvious that upon addition of nutrients during snow melting or rainfall these communities can have high overall activities comparable to those observed in some soils. Such communities can influence the physico-chemical conditions and participate directly or indirectly to the formation of moonmilk.

Linking life-history traits, ecology, and niche breadth evolution in north american eriogonoids (polygonaceae).

Abstract Macroevolutionary and microevolutionary studies provide complementary explanations of the processes shaping the evolution of niche breadth. Macroevolutionary approaches scrutinize factors such as the temporal and spatial environmental heterogeneities that drive differentiation among species. Microevolutionary studies, in contrast, focus on the processes that affect intraspecific variability. We combine these perspectives by using macroevolutionary models in a comparative study of intraspecific variability. We address potential differences in rates of evolution of niche breadth and position in annual and perennial plants of the Eriogonoideae subfamily of the Polygonaceae. We anticipated higher rates of evolution in annuals than in perennials owing to differences in generation time that are paralleled by rates of molecular evolution. Instead, we found that perennial eriogonoid species present greater environmental tolerance (wider climate niche) than annual species. Niche breadth of perennial species has evolved two to four times faster than in annuals, while niche optimum has diversified more rapidly among annual species than among perennials. Niche breadth and average elevation of species are correlated. Moreover, niche breadth increases more rapidly with mean species elevation in perennials than in annuals. Our results suggest that both environmental gradients and life-history strategy influence rates and patterns of niche breadth evolution.

Age-specific fitness components and their temporal variation in the barn owl.

Theory predicts that temporal variability plays an important role in the evolution of life histories, but empirical studies evaluating this prediction are rare. In constant environments, fitness can be measured by the population growth rate lambda, and the sensitivity of lambda to changes in fitness components estimates selection on these traits. In variable environments, fitness is measured by the stochastic growth rate lambda(S), and stochastic sensitivities estimate selection pressure. Here we examine age-specific schedules for reproduction and survival in a barn owl population (Tyto alba). We estimated how temporal variability affected fitness and selection, accounting for sampling variance. Despite large sample sizes of old individuals, we found no strong evidence for senescence. The most variable fitness components were associated with reproduction. Survival was less variable. Stochastic simulations showed that the observed variation decreased fitness by about 30%, but the sensitivities of lambda and lambda(S) to changes in all fitness components were almost equal, suggesting that temporal variation had negligible effects on selection. We obtained these results despite high observed variability in the fitness components and relatively short generation time of the study organism, a situation in which temporal variability should be particularly important for natural selection and early senescence is expected.

Outcome of smoking cessation counselling of HIV-positive persons by HIV care physicians.

OBJECTIVES: Smoking is the most prevalent modifiable risk factor for cardiovascular diseases among HIV-positive persons. We assessed the effect on smoking cessation of training HIV care physicians in counselling. METHODS: The Swiss HIV Cohort Study (SHCS) is a multicentre prospective observational database. Our single-centre intervention at the Zurich centre included a half day of standardized training for physicians in counselling and in the pharmacotherapy of smokers, and a physicians' checklist for semi-annual documentation of their counselling. Smoking status was then compared between participants at the Zurich centre and other institutions. We used marginal logistic regression models with exchangeable correlation structure and robust standard errors to estimate the odds of smoking cessation and relapse. RESULTS: Between April 2000 and December 2010, 11 056 SHCS participants had 121 238 semi-annual visits and 64 118 person-years of follow-up. The prevalence of smoking decreased from 60 to 43%. During the intervention at the Zurich centre from November 2007 to December 2009, 1689 participants in this centre had 6068 cohort visits. These participants were more likely to stop smoking [odds ratio (OR) 1.23; 95% confidence interval (CI) 1.07-1.42; P=0.004] and had fewer relapses (OR 0.75; 95% CI 0.61-0.92; P=0.007) than participants at other SHCS institutions. The effect of the intervention was stronger than the calendar time effect (OR 1.19 vs. 1.04 per year, respectively). Middle-aged participants, injecting drug users, and participants with psychiatric problems or with higher alcohol consumption were less likely to stop smoking, whereas persons with a prior cardiovascular event were more likely to stop smoking. CONCLUSIONS: An institution-wide training programme for HIV care physicians in smoking cessation counselling led to increased smoking cessation and fewer relapses.

Effect of angiotensin converting enzyme inhibition in renovascular hypertension.

The unique ability of angiotensin converting enzyme (ACE) inhibitors to inhibit the generation of angiotensin II has made them very useful agents for treating patients with renovascular hypertension. Their efficacy in lowering blood pressure in this type of secondary hypertension is now well established. However, episodes of acute renal failure may occur during ACE inhibition, particularly when renal perfusion is compromised. This is often the case in patients with renal artery stenosis and a single kidney or with bilateral renal artery stenosis. In recent years, investigators have shown concern at the long-term fate of the stenotic kidney in patients with unilateral renal artery stenosis who are treated with ACE inhibitors. Although overall renal function remained stable, a decrease in glomerular filtration was demonstrated in the stenotic kidney under ACE inhibition. The long-term implications of this observation merit further investigations.

Acid-sensing ion channels : modulation by serine-proteases and involvement in acid-induced action potential generation in hippocampal neurons

SUMMARY Acid-sensing ion channels (ASICs) are non-voltage gated sodium channels. They are activated by rapid extracellular acidification and generate an inactivating inward current. Four ASIC genes have been cloned: ASIC1, 2, 3 and 4, with variants a and b for ASIC1and AS1C2. ASICs are expressed in neurons of the central (CNS) and peripheral nervous system (PNS). In the CNS, ASICs have a role in learning, memory, as well as in neuronal death in ischemia. In the PNS, ASICs are involved in the perception of acid-induced pain, as well as in mechanoperception. In one part of my thesis project, we addressed the question of the mechanism of regulation of ASIC1 a by the serine protease trypsin at the molecular level. Trypsin modifies the function of ASIC1 a but not of ASIC1b. In order to identify the channel region responsible for this effect, we created chimeras between ASIC1 a and 1b. Subsequently, to identify the exact trypsin target(s), we mutated predicted trypsin sites in the region identified by the chimera. In the second part of a project, we investigated the role of ASICs at the cellular level, in neuronal signaling. Using the whole-cell patch clamp in hippocampal neuronal culture, we studied the potential involvement of ASICs in action potential (AP) generation. In the first part of the thesis work, we showed that trypsin modifies ASIC1a function: it shifts the pH activation and the steady-state inactivation curve towards more acidic values and accelerates the time course of the channel recovery from inactivation. We also showed that trypsin cleaves ASIC1a and that the functional effect and a channel cleavage correlate. In the inactivated state, channels cannot be modified by trypsin. Cleavage occurs in a channel region that is also important for inactivation of all ASICs; a part of this region is critical for the inhibition of ASIC1 a by the spider toxin Psalmotoxin1. In the second part of the thesis work, we showed that ASIC activity can modulate AP generation. ASIC activity by itself can induce trains of APs. In situations in which this activity by itself is not sufficient to induce APs, it can contribute to AP generation. During high neuronal activity, ASIC activity can block already existing trains of APs. In conclusion, depending on the activity of neuron in a particular moment, ASICs can differently modulate AP generation; they can induce, facilitate or inhibit APs. We also showed that trypsin changes the capability of ASICs to modulate AP generation by shifting the pH dependence to more acidic values, which adapts channel gating to pH conditions which may occur in pathological conditions such as ischemia. Our finding that trypsin modifies ASIC1 a function identifies a novel pharmacological tool, and proposes a mechanism of ASIC1a regulation that may have a physiological importance. The identification of the exact site of trypsin action gives insight to the molecular mechanisms of ASIC regulation. This work proposes a role in modulation of AP generation for ASICs in the CNS. RESUME Les canaux ASIC sont les canaux ioniques activés par l'acidification rapide extracellulaire. Activés, ils génèrent un courant entrant qui inactive en présence de stimulus acide. Quatre gènes ASIC ont été clonés, ASIC1, 2, 3 et 4, avec les variants a et b pour ASIC1 et 2. Les ASICs sont exprimés dans les neurones du système nerveux central (SNC) et périphérique (SNP). Dans le SNC, les ASIC ont un rôle dans le mémoire, apprentissage et la mort neuronale dans t'ischémie. Dans le SNP, ils ont un rôle dans la perception de la douleur et méchanosensation. Dans une partie de mon projet de thèse, nous avons étudié les mécanismes de la régulation d'ASIC1a par la sérine-protéase trypsine au niveau moléculaire. La trypsine modifie la fonction d'ASIC1a et pas ASIC1b. Nous avons créé les chimères entre ASIC1 a et 1 b, afin d'identifier la région du canal responsable pour l'effet. Pour identifier le(s) site(s) exactes de l'action de la trypsine, nous avons muté les sites potentiels de la trypsine dans la région identifiée par les chimères. Dans la deuxième partie du projet, nous avons étudié le rôle des ASICs au niveau cellulaire. En utilisant la technique du patch clamp dans les cultures des neurones de l'hippocampe, nous avons étudié l'implication des ASICs dans la génération des potentiels d'action (PA). Nous avons montré que la trypsine agit sur le canal ASIC1a ; elle décale l'activation et « steady-state » inactivation vers les valeurs plus acides, et elle raccourcit le temps du « recovery » du canal. La trypsine coupe ASIC1a sur le résidu K145 et l'effet fonctionnel et la coupure corrèlent. Nous avons identifié la région du canal responsable pour l'inactivation de tous les ASICs ; une partie de cette région est responsable pour ['inhibition d'ASIC1 a par la Psalmotoxinel . Nous avons montré que les ASICs peuvent moduler la génération des PAs. L'activité des ASICs peut induire les trains des PAs. Quand l'activité des ASICs n'est pas suffisante pour induire le PA, elle peut contribuer à sa génération. Pendant l'activité neuronale forte, l'activité des ASICs peut bloquer les trains des PAs qui existent déjà. En conclusion, dépendant de l'activité neuronale, les ASICs peuvent moduler la génération des PAs différemment ; ils peuvent induire, faciliter ou inhiber les PAs. La trypsine change la capacité des ASICs de moduler les PAs. Après l'action de la trypsine, les ASICs peuvent moduler la génération des PAs dans les conditions légèrement acides, suivies par les fluctuations du pH acide, qui peuvent exister dans l'ischémie. Le fait que la trypsine agit sur ASIC1a définit l'outil pharmacologique et propose le mécanisme de la régulation d'ASICI a qui pourrait avoir l'importance physiologique. L'identification du site de l'action de la trypsine éclaircit les mécanismes moléculaires de la régulation des ASICs. Cette étude propose un rôle des ASICs dans la modulation de la génération des PAs. Résumé pour le public large Les neurones sont les cellules de système nerveux dont la fonction est la signalisation. Comme toutes les autres cellules, les neurones ont une membrane qui sépare l'intérieur du milieu extérieur. Cette membrane est imperméable pour des particules chargées (ions). Dans cette membrane existent les protéines spécifiques, « canaux », qui permettent le transport des ions d'un côté de la membrane à l'autre, comme réponse aux stimuli différents. Ce transport des ions à travers la membrane génère un courant, qu'on peut mesurer. Ce courant est la base de la communication entre les neurones, ou, ce qu'on appelle la signalisation neuronale. Quand ce courant est suffisamment grand, il permet la génération du potentiel d'action, qui est le message principal de communication neuronale. Les canaux ASIC (acid-sensing ion channel), que nous étudions dans le laboratoire, sont activés par les acides. Les acides sont relâchés dans beaucoup de situations dans le système nerveux. Les ASIC ont été découverts récemment (en 1996), et nous ne connaissons pas encore très bien toutes les fonctions de ces canaux. Nous savons qu'ils ont un rôle dans le mémoire, apprentissage, la sensation de la douleur et l'infarctus cérébral. Dans la première partie de ce projet de thèse, nous avons voulu mieux comprendre comment fonctionnent ces canaux. Pour faire ça, nous avons étudié la régulation des ASICs par une protéine, trypsine, qui coupe le canal ASIC. Nous avons étudié ou exactement la trypsine coupe le canal et quels effets ça produit sur la fonction du canal. Dans la deuxième partie du projet de thèse, nous avons voulu mieux connaître comment le canal fonctionne au niveau de la cellule, comment il interagit avec les autres canaux et si il a un rôle dans la génération des potentiels d'action. Nous avons pu montrer que la trypsine change la fonction du canal, ce qui lui permet de fonctionner différemment. Nous avons aussi déterminé ou exactement ta trypsine coupe le canal. Au niveau de la cellule, nous avons montré que les ASIC peuvent moduler la génération des potentiels d'action, étant, dépendant de l'activité du neurone, soit activateurs, soit inhibiteurs. La trypsine est une molécule qui peut être libérée dans le système nerveux pendant certaines conditions, comme l'infarctus cérébral. A cause de ça, les connaissances que la trypsine agit sur le anal ASIC pourraient être important physiologiquement. La connaissance de l'endroit exacte ou la trypsine coupe le canal nous aide à mieux comprendre la relation structure-fonction du canal. La modulation de la génération des potentiels d'actions par les ASIC indique que ces canaux peuvent avoir un rôle important dans la signalisation neuronale.

Time of injection determines the effect of alpha-MSH antiserum on DA neurons in psychological stress

Male rats were subjected to "psychological stress" which consisted in 10 sec footshock on the first day followed 24 hr later by a 10 sec stay in the experimental chamber without shock. Intravenous antiserum against alpha-MSH markedly changed the functional state of mesencephalic and hypothalamic DA neurons (assessed by histochemical microfluorimetry) when administered before the second session but not when given before the first session. These observations reveal an interesting parallelism in the temporal characteristics of the effects of alpha-MSH on avoidance behavior and central DA systems.

Generation of reconstituted human plasma-derived secretory-like IgA and IgM and their protective effect on intestinal epithelium

Les muqueuses sont les membranes tapissant les cavités du corps, tel que le tube digestif, et sont en contact direct avec l'environnement extérieur. Ces surfaces subissent de nombreuses agressions pouvant être provoquées par des agents pathogènes (bactéries, toxines ou virus). Cela étant, les muqueuses sont munies de divers mécanismes de protection dont notamment deux protéines-clés permettant de neutraliser les agents pathogènes : les anticorps ou immunoglobulines sécrétoires A (SIgA) et M (SIgM). Ces anticorps sont, d'une part, fabriqués au niveau de la muqueuse sous forme d'IgA et IgM. Lorsqu'ils sont sécrétés dans l'intestin, ils se lient à une protéine appelée pièce sécrétoire et deviennent ainsi SIgA et SïgM. La présence de la pièce sécrétoire est essentielle pour que les anticorps puissent fonctionner au niveau de la muqueuse. D'autre part, ces anticorps sont également fabriqués dans d'autres parties du corps en général et se retrouvent dans le sang sous forme d'IgA et IgM Chez l'homme, des thérapies basées sur l'injection d'anticorps donnent de bons résultats depuis de nombreuses années notamment dans le traitement des infections. Bien qu'un certain nombre d'études ont montré le rôle protecteur des anticorps de type IgA et IgM, ceux-ci ne sont que rarement utilisés dans les thérapies actuelles. La principale raison de cette faible utilisation réside dans la production ou la purification des IgA/IgM ou SIgA/SIgM (la forme active au niveau des muqueuses) qui est difficile à réaliser à large échelle. Ainsi, le but de la thèse était (1) d'étudier la possibilité d'employer des IgA et des IgM provenant du sang humain pour générer des SIgA et SIgM et (2) de voir si ces anticorps reconstitués pouvaient neutraliser certains agents pathogènes au niveau des muqueuses. Tout d'abord, une analyse biochimique des IgA et des IgM issues du sang a été effectuée. Nous avons observé que ces anticorps avaient des caractéristiques similaires aux anticorps naturellement présents au niveau des muqueuses. De plus, nous avons confirmé que ces anticorps pouvaient être associés à une pièce sécrétoire produite en laboratoire pour ainsi donner des SIgA et SIgM reconstituées. Ensuite, la fonctionnalité des anticorps reconstitués a été testée grâce à un modèle de couche unique de cellules intestinales différenciées (monocouches) en laboratoire imitant la paroi de l'intestin. Ces monocouches ont été infectées par une bactérie pathogène, Shigella flexneri, responsable de la shigellose, une maladie qui provoque des diarrhées sanglantes chez l'homme. L'infection des monocouches par les bactéries seules ou combinées aux SIgA et SIgM reconstituées a été analysée. Nous avons observé que les dommages des cellules étaient moins importants lorsque les SIgA étaient présentes. Il apparaît que les SIgA neutralisent les bactéries en se fixant dessus, ce qui provoque leur agrégation, et diminuent l'inflammation des cellules. La protection s'est montrée encore plus efficace avec les SIgM. De plus, nous avons vu que les SIgA et SIgM pouvaient diminuer la sécrétion de facteurs nocifs produits par les bactéries. Utilisant le même modèle des monocouches, la fonctionnalité des IgA issues du sang humain a aussi été testée contre une toxine sécrétée par une bactérie appelée Clostridium diffìcile. Cette bactérie peut être présente naturellement dans l'intestin de personnes saines, cependant elle peut devenir pathogène dans certaines conditions et être à l'origine de diarrhées et d'inflammations de l'intestin via la sécrétion de toxines. Des préparations d'anticorps contenant une certaine proportion de SIgA reconstituées ont amené à une diminution des dommages et de l'inflammation des monocouches causés par la toxine. L'ensemble de ces résultats prometteurs, montrant que des SIgA et SIgM reconstituées peuvent protéger la paroi de l'intestin des infections bactériennes, nous conduisent à approfondir la recherche sur ces anticorps dans des modèles animaux. L'aboutissement de ce type de recherche permettrait de tester, par la suite, l'efficacité sur l'homme de traitements des infections des muqueuses par injection d'anticorps de type SIgA et SIgM reconstituées. Les muqueuses, telle que la muqueuse gastrointestinale, sont des surfaces constamment exposées à l'environnement et leur protection est garantie par une combinaison de barrières mécaniques, physicochimiques et immunologiques. Parmi les divers mécanismes de protection immunologiques, la réponse humorale spécifique joue un rôle prépondérant et est assurée par les immunoglobulines sécrétoires de type A (SIgA) et M (SIgM). Les thérapies basées sur l'administration d'IgG apportent d'importants bénéfices dans le domaine de la santé. Bien que des études sur les animaux aient montré que l'administration par voie muqueuse d'IgA polymérique (plgA) ou SIgA pouvaient protéger des infections, des IgA/SIgA n'ont été utilisées qu'occasionnellement dans les thérapies. De plus, des études précliniques et cliniques ont démontré que l'administration par voie systémique de préparations enrichies en IgM pouvait aussi protéger des infections. Cependant, l'administration par voie muqueuse d'IgM/SIgM purifiées n'a pas été examinée jusqu'à présent. La principale raison est que la purification ou là production des IgA/SIgA et IgM/SIgM est difficile à réaliser à large échelle. Le but de ce travail de thèse était d'examiner la possibilité d'associer des IgA et IgM polyclonals purifiées à partir du plasma humain avec une pièce sécrétoire recombinante humaine afin de générer des SIgA et SIgM reconstituées fonctionnelles. Tout d'abord, une analyse biochimique des IgA et IgM issues du plasma humain a été effectuée par buvardage de western et Chromatographie. Ces molécules avaient des caractéristiques biochimiques similaires à celles des immunoglobulines issues de la muqueuse. L'association entre plgA ou IgM issues du plasma humain et la pièce sécrétoire recombinante humaine a été confirmée, ainsi que la stoechiométrie 1:1 de l'association. Comme dans les conditions physiologiques, cette association permettait de retarder la dégradation des SIgA et SIgM reconstituées exposées à des protéases intestinales. Ensuite, la fonctionnalité et le mode d'action des IgA et IgM issues du plasma humain, ainsi que des SIgA et SIgM reconstituées, ont été explorés grâce à un modèle in vitro de monocouches de cellules intestinales épithéliales polarisées de type Caco-2, qui imite l'épithélium intestinal. Les monocouches ont été infectées par un pathogène entérique, Shigella flexneri, seul ou combiné aux immunoglobulines issues du plasma humain ou aux immunoglobulines sécrétoires reconstituées. Bien que les dommages des monocouches aient été retardés par les plgA et SIgA reconstituées, les IgM et SIgM reconstituées se sont montrées supérieures dans le maintien de l'intégrité des cellules. Une agrégation bactérienne et une diminution de l'inflammation des monocouches ont été observées avec les plgA et SIgA reconstituées. Ces effets étaient augmentés avec les IgM et SIgM reconstituées. De plus, il s'est révélé que les deux types d'immunoglobulines de type sécrétoire reconstituées agissaient directement sur la virulence des bactéries en réduisant leur sécrétion de facteurs de virulence. La fonctionnalité des IgA issues du plasma humain a aussi été testée contre la toxine A de Clostridium difficile grâce au même modèle de monocouches de cellules épithéliales. Nous avons démontré que des préparations enrichies en IgA provenant du plasma humain pouvaient diminuer les dommages et l'inflammation des monocouches induits par la toxine. L'ensemble de ces résultats démontrent que des IgA et IgM de type sécrétoire peuvent être générées à partir d'IgA et IgM issues du plasma humain en les associant à la pièce sécrétoire et que ces molécules protègent l'épithélium intestinal contre des bactéries pathogènes. Ces molécules pourraient dès lors être testées dans des modèles in vivo. Le but final serait de les utiliser chez l'homme à des fins d'immunisation passive dans le traitement de pathologies associées à la muqueuse telles que les infections. - Mucosal surfaces, such as gastrointestinal mucosa, are constantly exposed to the external environment and their protection is ensured by a combination of mechanical, physicochemical and immunological barriers. Among the various immunological defense mechanisms, specific humoral mucosal response plays a crucial role and is mediated by secretory immunoglobulins A (SIgA) and M (SIgM). Immunoglobulin therapy based on the administration of IgG molecules leads important health benefits. Even though animal studies have shown that mucosal application of polymeric IgA (plgA) or SIgA provided protection against infections, IgA/SIgA have been only used occasionally for therapeutic application. Moreover, preclinical and clinical studies have demonstrated that systemic administration of IgM-enriched preparations could also afford protection against infections. Nevertheless, mucosal application of purified IgM/SIgM has not been examined. The main reason is that the purification or production of IgA/SIgA and IgM/SIgM at large scale is difficult to achieve. The aim of this PhD project was to examine the possibility to associate polyclonal human plasma-derived IgA and IgM with recombinant human secretory component (SC) to generate functional secretoiy-like IgA and IgM. First, biochemical analysis of human plasma IgA and IgM was performed by western blotting and chromatography. These molecules exhibited the same biochemical features as mucosa-derived antibodies (Abs). The association between human plasma plgA or IgM and recombinant human SC was confirmed, as well as the 1:1 stoichiometry of association. Similarly to physiological conditions, this association delayed the degradation of secretory-like IgA or IgM by intestinal proteases. Secondly, the function activity and the mode of action of human plasma IgA and IgM, as well as secretory-like IgA and IgM were explored using an in vitro model of polarized intestinal epithelial Caco-2 cell monolayers mimicking intestinal epithelium. Cell monolayers were infected with an enteropathogen, Shigella flexneri, alone or in combination to plasma Abs or secretory-like Abs. Even though plasma plgA and secretoiy-like IgA resulted in a delay of bacteria-induced damages of cell monolayers, plasma IgM and secretory-like IgM were shown to be superior in maintenance of cell integrity. Polymeric IgA and secretory-like IgA induced bacterial aggregation and decreased cell monolayer inflammation, effects further amplified with IgM and secretory-like IgM. In addition, both secretory-like Abs directly impacted on bacterial virulence leading to a reduction in secretion of virulence factors by bacteria. The functionality of human plasma IgA was also tested against Clostridium difficile toxin A using Caco-2 cell monolayers. Human plasma IgA- enriched preparations led to a diminution of cell monolayer damages and a decrease of cellular inflammation induced by the toxin. The sum of these results demonstrates that secretory-like IgA and IgM can be generated from purified human plasma IgA and IgM associated to SC and that these molecules are functional to protect intestinal epithelium from bacterial infections. These molecules could be now tested using in vivo models. The final goal would be to use them by passive immunization in the treatment of mucosa-associated pathologies like infections in humans.

Novel Approach Identifies SNPs in SLC2A10 and KCNK9 with Evidence for Parent-of-Origin Effect on Body Mass Index.

The phenotypic effect of some single nucleotide polymorphisms (SNPs) depends on their parental origin. We present a novel approach to detect parent-of-origin effects (POEs) in genome-wide genotype data of unrelated individuals. The method exploits increased phenotypic variance in the heterozygous genotype group relative to the homozygous groups. We applied the method to >56,000 unrelated individuals to search for POEs influencing body mass index (BMI). Six lead SNPs were carried forward for replication in five family-based studies (of ∼4,000 trios). Two SNPs replicated: the paternal rs2471083-C allele (located near the imprinted KCNK9 gene) and the paternal rs3091869-T allele (located near the SLC2A10 gene) increased BMI equally (beta = 0.11 (SD), P<0.0027) compared to the respective maternal alleles. Real-time PCR experiments of lymphoblastoid cell lines from the CEPH families showed that expression of both genes was dependent on parental origin of the SNPs alleles (P<0.01). Our scheme opens new opportunities to exploit GWAS data of unrelated individuals to identify POEs and demonstrates that they play an important role in adult obesity.