Développement d'une puce à ADN métabolique et application à l'étude d'un modèle murin d'obésité et de diabète de type II

Résumé tout public : Le développement du diabète de type II et de l'obésité est causé par l'interaction entre des gènes de susceptibilité et des facteurs environnementaux, en particulier une alimentation riche en calories et une activité physique insuffisante. Afín d'évaluer le rôle de l'alimentation en absence d'hétérogénéité génétique, nous avons nourri une lignée de souris génétiquement pure avec un régime extrêmement gras. Ce régime a conduit à l'établissement de différents phénotypes parmi ces souris, soit : un diabète et une obésité (ObD), un diabète mais pas d'obésité (LD) ou ni un diabète, ni une obésité (LnD). Nous avons fait l'hypothèse que ces adaptations différentes au stress nutritionnel induit par le régime gras étaient dues à l'établissement de programmes génétiques différents dans les principaux organes impliqués dans le maintien de l'équilibre énergétique. Afin d'évaluer cette hypothèse, nous avons développé une puce à ADN contenant approximativement 700 gènes du métabolisme. Cette puce à ADN, en rendant possible la mesure simultanée de l'expression de nombreux gènes, nous a permis d'établir les profils d'expression des gènes caractéristiques de chaque groupe de souris nourries avec le régime gras, dans le foie et le muscle squelettique. Les données que nous avons obtenues à partir de ces profils d'expression ont montré que des changements d'expression marqués se produisaient dans le foie et le muscle entre les différents groupes de souris nourries avec le régime gras. Dans l'ensemble, ces changements suggèrent que l'établissement du diabète de type II et de l'obésité induits par un régime gras est associé à une synthèse accrue de lipides par le foie et à un flux augmenté de lipides du foie jusqu'à la périphérie (muscles squelettiques). Dans un deuxième temps, ces profils d'expression des gènes ont été utilisés pour sélectionner un sous-ensemble de gènes suffisamment discriminants pour pouvoir distinguer entre les différents phénotypes. Ce sous-ensemble de gènes nous a permis de construire un classificateur phénotypique capable de prédire avec une précision relativement élevée le phénotype des souris. Dans le futur, de tels « prédicteurs » basés sur l'expression des gènes pourraient servir d'outils pour le diagnostic de pathologies liées au métabolisme. Summary: Aetiology of obesity and type II diabetes is multifactorial, involving both genetic and environmental factors, such as calory-rich diets or lack of exercice. Genetically homogenous C57BL/6J mice fed a high fat diet (HFD) up to nine months develop differential adaptation, becoming either obese and diabetic (ObD) or remaining lean in the presence (LD) or absence (LnD) of diabetes development. Each phenotype is associated with diverse metabolic alterations, which may result from diverse molecular adaptations of key organs involved in the control of energy homeostasis. In this study, we evaluated if specific patterns of gene expression could be associated with each different phenotype of HFD mice in the liver and the skeletal muscles. To perform this, we constructed a metabolic cDNA microarray containing approximately 700 cDNA representing genes involved in the main metabolic pathways of energy homeostasis. Our data indicate that the development of diet-induced obesity and type II diabetes is linked to some defects in lipid metabolism, involving a preserved hepatic lipogenesis and increased levels of very low density lipoproteins (VLDL). In skeletal muscles, an increase in fatty acids uptake, as suggested by the increased expression of lipoprotein lipase, would contribute to the increased level of insulin resistance observed in the ObD mice. Conversely, both groups of lean mice showed a reduced expression in lipogenic genes, particularly stearoyl-CoA desaturase 1 (Scd-1), a gene linked to sensitivity to diet-induced obesity. Secondly, we identified a subset of genes from expression profiles that classified with relative accuracy the different groups of mice. Such classifiers may be used in the future as diagnostic tools of each metabolic state in each tissue. Résumé Développement d'une puce à ADN métabolique et application à l'étude d'un modèle murin d'obésité et de diabète de type II L'étiologie de l'obésité et du diabète de type II est multifactorielle, impliquant à la fois des facteurs génétiques et environnementaux, tels que des régimes riches en calories ou un manque d'exercice physique. Des souris génétiquement homogènes C57BL/6J nourries avec un régime extrêmement gras (HFD) pendant 9 mois développent une adaptation métabolique différentielle, soit en devenant obèses et diabétiques (ObD), soit en restant minces en présence (LD) ou en absence (LnD) d'un diabète. Chaque phénotype est associé à diverses altérations métaboliques, qui pourraient résulter de diverses adaptations moléculaires des organes impliqués dans le contrôle de l'homéostasie énergétique. Dans cette étude, nous avons évalué si des profils d'expression des gènes dans le foie et le muscle squelettique pouvaient être associés à chacun des phénotypes de souris HFD. Dans ce but, nous avons développé une puce à ADN métabolique contenant approximativement 700 ADNc représentant des gènes impliqués dans les différentes voies métaboliques de l'homéostasie énergétique. Nos données indiquent que le développement de l'obésité et du diabète de type II induit par un régime gras est associé à certains défauts du métabolisme lipidique, impliquant une lipogenèse hépatique préservée et des niveaux de lipoprotéines de très faible densité (VLDL) augmentés. Au niveau du muscle squelettique, une augmentation du captage des acides gras, suggéré par l'expression augmentée de la lipoprotéine lipase, contribuerait à expliquer la résistance à l'insuline plus marquée observée chez les souris ObD. Au contraire, les souris minces ont montré une réduction marquée de l'expression des gènes lipogéniques, en particulier de la stéaroyl-CoA désaturase 1 (scd-1), un gène associé à la sensibilité au développement de l'obésité par un régime gras. Dans un deuxième temps, nous avons identifié un sous-ensemble de gènes à partir des profils d'expression, qui permettent de classifier avec une précision relativement élevée les différents groupes de souris. De tels classificateurs pourraient être utilisés dans le futur comme outils pour le diagnostic de l'état métabolique d'un tissu donné.

Sex differences: From mental rotation to object location memory, an ERP study

Sex differences in cognition have been largely investigated. The most consistent sex differences favoring females are observed in object location memory involving the left hemisphere whereas the most consistent sex differences favoring males are observed in tasks that require mental rotation involving the right hemisphere. Here we used a task involving these two abilities to see the impact of mental rotation on object location memory. To that end we used a combination of behavioral and event-related potential (ERP) electroencephalography (EEG) measures.A computer screen displayed a square frame of 4 pairs of images (a "teddy" bear, a shoe, an umbrella and a lamp) randomly arranged around a central fixation cross. After a 10-second interval for memorization, images disappeared and were replaced by a test frame with no image but a random pair of two locations marked in black. In addition, this test frame was randomly displayed either in the original orientation (0° rotation) or in the rotated one (90° clockwise - CW - or 90° counterclockwise - CCW). Preceding the test frame, an arrow indicating the presence or the absence of rotation of the frame was displayed on the screen. The task of the participants (15 females and 15 males) was to determine if two marked locations corresponded or not to a pair of identical images. Each response was followed by feedback.Findings showed no significant sex differences in the performance of the original orientation. In comparison with this position, the rotation of the frame produced an equal decrease of male and female performance. In addition, this decrease was significantly higher when the rotation of the frame was in a CCW direction. We further assessed the ERP when the arrow indicated the direction of rotation as stimulus-onset, during four time windows representing major components C1, P1, N1 and N2. Although no sex differences were observed in performance, brain activities differed according to sex. Enhanced amplitudes were found for the CCW compared to CW rotation over the right posterior areas for the P1, N1 and N2 components for men as well as for women. Major topographical differences related to sex were measured for the CW rotation condition as marked lateralized amplitude: left-hemisphere amplitude larger than right one was measured during P1 time range for men. These similar patterns prolonged from P1 to N1 for women. Early distinctions were found in interaction with sex between CCW and CW waveform amplitudes, expressing over anterior electrode sites during C1 time range (0-50 ms post-stimulus).In conclusion (i) women do not outperform men in object location memory in this study (absence of rotation condition); (ii) mental rotation, in particular the direction of rotation, influences performance on object location memory; (iii) CCW rotation is associated with activity in the right parietal hemisphere whereas the CW rotation involves the left parietal hemisphere; (iv) this last effect is less pronounced in males, which could explain why greater involvement of right parietal areas in men and of bilateral posterior areas in women is generally reported in mental rotation tasks; and (v) the early distinctions between both directions of rotation located over anterior sites could be related to sex differences in their respective involvement of control mechanisms.

SIMULIT : un modèle de simulation pour l'analyse et la planification de l'activité hospitalière

Le modèle développé à l'Institut universitaire de médecine sociale et préventive de Lausanne utilise un programme informatique pour simuler les mouvements d'entrées et de sorties des hôpitaux de soins généraux. Cette simulation se fonde sur les données récoltées de routine dans les hôpitaux; elle tient notamment compte de certaines variations journalières et saisonnières, du nombre d'entrées, ainsi que du "Case-Mix" de l'hôpital, c'est-à-dire de la répartition des cas selon les groupes cliniques et l'âge des patients.

Locating emergency services with priority rules: The priority queuing covering location problem

One of the assumptions of the Capacitated Facility Location Problem (CFLP) is thatdemand is known and fixed. Most often, this is not the case when managers take somestrategic decisions such as locating facilities and assigning demand points to thosefacilities. In this paper we consider demand as stochastic and we model each of thefacilities as an independent queue. Stochastic models of manufacturing systems anddeterministic location models are put together in order to obtain a formula for thebacklogging probability at a potential facility location.Several solution techniques have been proposed to solve the CFLP. One of the mostrecently proposed heuristics, a Reactive Greedy Adaptive Search Procedure, isimplemented in order to solve the model formulated. We present some computationalexperiments in order to evaluate the heuristics performance and to illustrate the use ofthis new formulation for the CFLP. The paper finishes with a simple simulationexercise.

Competitive location and pricing on networks

In this paper we consider a location and pricing model for a retail firm that wants to enter a spatial market where a competitor firm is already operating as a monopoly with several outlets. The entering firms seeks to determine the optimal uniform mill price and its servers' locations that maximizes profits given the reaction in price of the competitor firm to its entrance. A tabu search procedure is presentedto solve the model together with computational experience.