cAMP prevents the glucose-mediated stimulation of GLUT2 gene transcription in hepatocytes.

Glucose homoeostasis necessitates the presence in the liver of the high Km glucose transporter GLUT2. In hepatocytes, we and others have demonstrated that glucose stimulates GLUT2 gene expression in vivo and in vitro. This effect is transcriptionally regulated and requires glucose metabolism within the hepatocytes. In this report, we further characterized the cis-elements of the murine GLUT2 promoter, which confers glucose responsiveness on a reporter gene coding the chloramphenicol acetyl transferase (CAT) gene. 5'-Deletions of the murine GLUT2 promoter linked to the CAT reporter gene were transfected into a GLUT2 expressing hepatoma cell line (mhAT3F) and into primary cultured rat hepatocytes, and subsequently incubated at low and high glucose concentrations. Glucose stimulates gene transcription in a manner similar to that observed for the endogenous GLUT2 mRNA in both cell types; the -1308 to -212 bp region of the promoter contains the glucose-responsive elements. Furthermore, the -1308 to -338 bp region of the promoter contains repressor elements when tested in an heterologous thymidine kinase promoter. The glucose-induced GLUT2 mRNA accumulation was decreased by dibutyryl-cAMP both in mhAT3F cells and in primary hepatocytes. A putative cAMP-responsive element (CRE) is localized at the -1074/-1068 bp region of the promoter. The inhibitory effect of cAMP on GLUT2 gene expression was observed in hepatocytes transfected with constructs containing this CRE (-1308/+49 bp fragment), as well as with constructs not containing the consensus CRE (-312/+49 bp fragment). This suggests that the inhibitory effect of cAMP is not mediated by the putative binding site located in the repressor fragment of the GLUT2 promoter. Taken together, these data demonstrate that the elements conferring glucose and cAMP responsiveness on the GLUT2 gene are located within the -312/+49 region of the promoter.

BOLD responses to trigeminal nerve stimulation.

The current study investigates a new model of barrel cortex activation using stimulation of the infraorbital branch of the trigeminal nerve. A robust and reproducible activation of the rat barrel cortex was obtained following trigeminal nerve stimulation. Blood oxygen level-dependent (BOLD) effects were obtained in the primary somatosensory barrel cortex (S1BF), the secondary somatosensory cortex (S2) and the motor cortex. These cortical areas were reached from afferent pathways from the trigeminal ganglion, the trigeminal nuclei and thalamic nuclei from which neurons project their axons upon whisker stimulation. The maximum BOLD responses were obtained for a stimulus frequency of 1 Hz, a stimulus pulse width of 100 μs and for current intensities between 1.5 and 3 mA. The BOLD response was nonlinear as a function of frequency and current intensity. Additionally, modeling BOLD responses in the rat barrel cortex from separate cerebral blood flow (CBF) and cerebral metabolic rate of oxygen (CMRO(2)) measurements showed good agreement with the shape and amplitude of measured BOLD responses as a function of stimulus frequency and will potentially allow to identify the sources of BOLD nonlinearities. Activation of the rat barrel cortex using trigeminal nerve stimulation will contribute to the interpretation of the BOLD signals from functional magnetic resonance imaging studies.

Stimulation-induced increases of astrocytic oxidative metabolism in rats and humans investigated with 1-11C-acetate

The purpose of this study was to investigate astrocytic oxidative metabolism using 1-(11)C-acetate. 1-(11)C-acetate kinetics were evaluated in the rat somatosensory cortex using a beta-scintillator during different manipulations (test-retest, infraorbital nerve stimulation, and administration of acetazolamide or dichloroacetate). In humans a visual activation paradigm was used and kinetics were measured with positron emission tomography. Data were analyzed using a one-tissue compartment model. The following features supported the hypothesis that washout of radiolabel (k(2)) is because of (11)C-CO(2) and therefore related to oxygen consumption (CMRO(2)): (1) the onset of (11)C washout was delayed; (2)k(2) was not affected by acetazolamide-induced blood flow increase; (3)k(2) demonstrated a significant increase during stimulation in rats (from 0.014+/-0.007 to 0.027+/-0.006 per minute) and humans (from 0.016+/-0.010 to 0.026+/-0.006 per minute); and (4) dichloroacetate led to a substantial decrease of k(2). In the test-retest experiments K(1) and k(2) were very stable. In summary, 1-(11)C-acetate seems a promising tracer to investigate astrocytic oxidative metabolism in vivo. If the washout rate indeed represents the production of (11)C-CO(2), then its increase during stimulation would point to a substantially higher astrocytic oxidative metabolism during brain activation. However, the quantitative relationship between k(2) and CMRO(2) needs to be determined in future experiments.

Effets de la stimulation sousthalamique bilatérale sur la voix et la parole de patients parkinsoniens

La maladie de Parkinson (MP) est une maladie neurodégénérative atteignant 1-2% des¦personnes de plus de 60 ans (1). Ses signes cliniques ont été décrits par James Parkinson¦en 1817 dans : « An essay on the Shaking palsy» (2). Les signes cardinaux sont le¦tremblement de repos, la rigidité et la bradykinésie. Certaines définitions y ajoutent l'instabilité¦posturale. D'autres manifestations, non motrices, telles qu'une dysfonction autonome et¦sensitive, des troubles de l'humeur, des troubles du sommeil et des démences peuvent¦apparaître en cours d'évolution. Le traitement actuel de la MP est principalement¦pharmacologique. Il consiste en l'administration du précurseur de la dopamine, la levodopa¦(L-dopa). Pourtant, l'utilisation à long terme de la L-dopa induit des fluctuations motrices telles¦que dyskinésies et dystonies. Au cours du siècle dernier, de nombreux traitements¦chirurgicaux ont été tentés, en particulier des procédures ablatives (thalamotomie,¦pallidotomie, subthalamotomie). Elles ont le désavantage d'induire des séquelles non¦négligeables telles que des parésies et des troubles neurocognitifs. La chirurgie ablative a¦été abandonnée avec l'arrivée de la L-dopa dans les années 1960. Les limitations de la¦thérapie par la L-dopa associées aux améliorations de la neuro-imagerie, de la sécurité des¦procédures neurochirurgicales ainsi que des techniques d'implantation ont permis le¦développement de procédures stimulatrices dans les années 1990. La stimulation cérébrale¦profonde des noyaux sous-thalamiques est devenue une stratégie thérapeutique bien établie¦chez les patients atteints d'une MP avancée. Malgré une excellente réponse motrice des¦membres, l'impact de la stimulation cérébrale profonde sur la parole est controversé (2).¦Le but de cette étude est de déterminer l'influence aigüe des stimulateurs sous-thalamiques¦sur des paramètres objectifs et quantitatifs, ainsi que sur un paramètre subjectif de la¦dysarthrie parkinsonienne. Nous allons comparer dans notre groupe de patients deux¦conditions successives: patient avec stimulateurs éteints et sans médication (OFF/nm)¦versus avec stimulateurs allumés et sans médication (ON/nm). Nous allons ensuite effectuer¦des analyses statistiques afin de déterminer si les stimulateurs sous-thalamiques ont un effet¦aigu bénéfique ou non sur certains paramètres vocaux, puis sur l'intelligibilité globale de la¦parole. En effet, l'intelligibilité nous informe sur la capacité de communication du patient avec¦son entourage.

MOLECULAR REORGANIZATION FOLLOWING SENSORY STIMULATION IN THE ADULT MOUSE BARREL CORTEX

Sensory information is an important factor in shaping neuronal circuits during development and adulthood. In the barrel cortex of adult rodents, cells from layer IV are able to adapt their functional state to an increased flow of sensory information from the mystacial whisker follicles. Previous studies in our group have shown that whisker stimulation induces the formation of inhibitory synapses in the corresponding barrel (Knott et al., 2002) and decreases neuronal responses toward the deflection of the stimulated whisker (Quairiaux et al., 2007). Together these observations have turned the barrel cortex into a model to study homeostatic plasticity. At the cellular level, neuronal activity triggers intracellular signaling cascades leading to a transcriptional response. To further characterize the molecular pathways involved in the synaptic changes after whisker stimulation in the adult mouse, a previous doctoral student in our group performed a microarray analysis on laser-dissected barrels in sections through layer IV. This study identified the regulation (up and down) of a series of genes in the stimulated barrels (thesis of Johnston-Wenger, 2010). We here focused on ten genes that presented the highest fold change according to the microarray analysis. Out of these genes, 7 are known as neuronal activity-dependent genes (Tnncl, Nptx2, Sorcs3, Ptgs2, Nr4a2, Npas4 and Adcyapl) whereas three have so far not been related to neuronal plasticity (Scn7a, Pcdhl5 and Cede3). The study aimed at confirming the results of the microarray analysis and localizing molecular modifications in the stimulated barrel column at the cellular level. In situ hybridization for Pcdhl5 after different periods of whisker stimulation (3, 6, 9, 15, 24 hrs) allowed us to confirm that the 1.25 fold change used for the microarray analysis is an appropriate threshold for considering a regulation significant after sensory-stimulation. Moreover, we confirmed with in situ hybridization a significant upregulation of the genes of interest in the stimulated barrels. In situ hybridization and immunohistochemistry allowed us to observe the distribution of the genes of interest and the corresponding protein products at the cellular level. Three observations were made: 1) alterations of the expression was restricted to the stimulated barrels for all genes tested; 2) within a barrel column not all cells responded to whisker stimulation with an altered gene expression; 3) in the stimulated barrels, two different patterns of mRNA and protein expression can be distinguished. We hypothesize that this segregation of the activity-induced gene expression reflects the segregation of the two principal thalamocortical pathways conveying the sensory information to the barrel cortex. Moreover, only neurons reaching the critical threshold will modify their gene expression program resulting in structural as well as physiological modifications that prevent the subsequent propagation of the excess of excitation to the postsynaptic targets. The activity-induced gene expression is therefore adapted in a cell-type-specific manner to induce a homeostatic response to the entire neuronal network involved in the integration of the sensory information. This to our knowledge the first study showing the distinct, but complementary contribution of the two thalamocortical pathways in experience-dependent plasticity in the adult mouse barrel cortex. -- L'information sensorielle nous permet de continuellement façonner nos circuits neuronaux autant durant le développement qu'à l'âge adulte. Chez le rongeur l'information sensorielle perçue par les vibrisses est intégrée au niveau du cortex somatosensoriel primaire (appelé en anglais « barrel cortex ») dont les cellules de la couche IV sont capables d'adapter leur état fonctionnel en réponse à une augmentation d'activité neuronale. Ce modèle expérimental a permis à notre groupe de recherche d'observer des changements rapides du circuit neuronal en fonction de l'activité sensorielle. En effet, la stimulation continue d'une vibrisse d'une souris adulte pendant 24 heures induit non seulement un remaniement synaptique (Knott et al., 2002), mais également des changements physiologiques au niveau des neurones du tonneau correspondant (Quairiaux et al., 2007). Ces observations nous permettent d'affirmer que le « barrel cortex » est un modèle approprié pour y étudier la plasticité synaptique. Au niveau cellulaire, l'activité neuronale déclenche des cascades de signalisation intracellulaire résultant en une réponse transcriptionnelle. Afin de caractériser les voies moléculaires impliquées dans la plasticité synaptique, une puce à ARN nous a permis de comparer l'expression de gènes entre un tonneau correspondant à une vibrisse stimulée et un tonneau d'une vibrisse non-stimulée (Nathalie). Cette analyse a révélé un certain nombre de gènes régulés de manière positive ou négative par l'augmentation de l'activité neuronale. Nous nous sommes concentrés sur 10 gènes dont l'expression est fortement régulée. L'expression de sept d'entre eux a déjà été démontrée comme dépendante de l'activité neuronale (Tnncl, Nptx2, Sorcs3, Ptgs2, Nr4a2, Npas4 otAdcyapl) alors que l'expression des trois autres (Scn7a, Pcdhl5 et Cedei) n'a pour le moment pas encore été liée à la plasticité neuronale. Le but de cette thèse est de confirmer les résultats de la puce à ARN et de déterminer dans quel type cellulaire ces gènes sont exprimés. L'hybridation in situ pour le gène Pcdhl5, après différentes périodes de stimulation des vibrisses (3, 6, 9, 15 et 24 heures), nous a permis de confirmer que le seuil de 1.25x utilisé dans l'analyse de la puce à ARN est approprié pour considérer qu'un gène est régulé de manière significative par la stimulation sensorielle. Nous avons également pu confirmer à l'aide de cette technique que la stimulation sensorielle augmente significativement l'expression de ces dix gènes. L'expression de ces gènes au niveau cellulaire a été observée à l'aide des techniques d'hybridation in situ et d'immunohistochimie. Trois observations ont été faites : 1) la régulation de ces gènes est restreinte aux tonneaux correspondants aux vibrisses stimulées ; 2) au niveau d'une colonne corticale correspondant aux vibrisses stimulées, seules certaines cellules présentent une altération de leur expression génique ; 3) au niveau des tonneaux stimulés, deux profils d'expression d'ARNm et de protéines sont observés. Notre hypothèse est que cette distribution pourrait correspondre à la terminaison ségrégée des deux voies thalamocortical qui amènent l'information sensorielle dans le cortex cérébral. De plus, seul les neurones atteignant le seuil critique d'activation modifient leur expression génique en réponse à la stimulation sensorielle. Ces changements d'expression géniques vont permettre à la cellule de modifier ses propriétés structurales et physiologiques de manière a prevenir la propagation d'un excès d'activité neuronale au niveau de ses cibles postsynaptics. L'activité neuronale agit donc spécifiquement sur certains types cellulaires de maniere a induire une réponse homéostatique au niveau du réseau neuronal impliqué dans l'integration de l'information sensorielle. Nos travaux démontrent pour une première fois que les deux voies sensorielles contribuent d'une manière distincte et complémentaire à la plasticité corticale induite par un changement de l'activité sensorielle chez la souris adulte.

An analysis of the components of pain, function, and health-related quality of life in patients with failed back surgery syndrome treated with spinal cord stimulation or conventional medical management

Objectives: Failed back surgery syndrome (FBSS) patients experience pain, functional disability, and reduced health-related quality of life (HRQoL) despite anatomically successful surgery. Examining sub-dimensions of health outcomes measures provides insight into patient well-being. Materials and Methods: The international multicenter PROCESS trial collected detailed HRQoL (EuroQol-5D; Short-Form 36) and function (Oswestry Disability Index) information on 100 FBSS patients. Results: At baseline, patients reported moderate-to-severe leg and back pain adversely affecting all dimensions of function and HRQoL. Compared with conventional medical management alone, patients also receiving spinal cord stimulation (SCS) reported superior pain relief, function, and HRQoL at six months on overall and most sub-component scores. The majority of these improvements with SCS were sustained at 24 months. Nonetheless, 36-40% of patients experienced ongoing marked disability (standing, lifting) and HRQoL problems (pain/discomfort). Conclusions: Longer-term patient management and research must focus on these refractory FBSS patients with persisting poor function and HRQoL outcomes.

Changes induced in Biomphalaria glabrata (Say, 1818) following trials for artificial stimulation of its internal defense system

Biomphalaria glabrata can react through different pathways to Schistosoma mansoni miracidium penetration, according to the degree of resistance/susceptibility presented by different snail strains, which is a genetically determined character, resistance being the dominant feature. However, it has been observed that previous susceptible snail strain may change its reactive behavior along the course of infection, exhibiting later a pattern of cercarial shedding and histopatopathological picture compatible with high resistance. Such observation suggests the possibility of B. glabrata to develop a sort of adaptative immunity face a schistosome infection. To explore on this aspect, the present investigation looked for the behavior of S. mansoni infection in B. glabrata previously subjected to different means of artificial stimulation of its internal defense system. Snails previously inoculated with irradiated miracídia (Group I); treated with S. mansoni antigens (Group II) or with a non-related parasite antigen (Group III) were challenged with 20 viable S. mansoni miracidia, and later looked for cercarial shedding and histopathologic changes at different times from exposition. Nodules of hemocyte accumulations were found at the site of antigen injection. These nodules resembled solid granulomas, and were larger and more frequent in snails injected with S. mansoni products as compared to those injected with Capillaria hepatica. However, the presence of such granulomas did not avoid the S. mansoni challenge infection from developing in a similar way as that seen in controls. The data are indicative that hemocytes are able to proliferate locally when stimulated, such capacity also remaining localized, not being shared by the population of hemocytes located elsewhere within the snail body.

Evidence-based guidelines on the therapeutic use of repetitive transcranial magnetic stimulation (rTMS).

A group of European experts was commissioned to establish guidelines on the therapeutic use of repetitive transcranial magnetic stimulation (rTMS) from evidence published up until March 2014, regarding pain, movement disorders, stroke, amyotrophic lateral sclerosis, multiple sclerosis, epilepsy, consciousness disorders, tinnitus, depression, anxiety disorders, obsessive-compulsive disorder, schizophrenia, craving/addiction, and conversion. Despite unavoidable inhomogeneities, there is a sufficient body of evidence to accept with level A (definite efficacy) the analgesic effect of high-frequency (HF) rTMS of the primary motor cortex (M1) contralateral to the pain and the antidepressant effect of HF-rTMS of the left dorsolateral prefrontal cortex (DLPFC). A Level B recommendation (probable efficacy) is proposed for the antidepressant effect of low-frequency (LF) rTMS of the right DLPFC, HF-rTMS of the left DLPFC for the negative symptoms of schizophrenia, and LF-rTMS of contralesional M1 in chronic motor stroke. The effects of rTMS in a number of indications reach level C (possible efficacy), including LF-rTMS of the left temporoparietal cortex in tinnitus and auditory hallucinations. It remains to determine how to optimize rTMS protocols and techniques to give them relevance in routine clinical practice. In addition, professionals carrying out rTMS protocols should undergo rigorous training to ensure the quality of the technical realization, guarantee the proper care of patients, and maximize the chances of success. Under these conditions, the therapeutic use of rTMS should be able to develop in the coming years.

Anatomical correlates for category-specific naming of objects and actions: A brain stimulation mapping study.

The production of object and action words can be dissociated in aphasics, yet their anatomical correlates have been difficult to distinguish in functional imaging studies. To investigate the extent to which the cortical neural networks underlying object- and action-naming processing overlap, we performed electrostimulation mapping (ESM), which is a neurosurgical mapping technique routinely used to examine language function during brain-tumor resections. Forty-one right-handed patients who had surgery for a brain tumor were asked to perform overt naming of object and action pictures under stimulation. Overall, 73 out of the 633 stimulated cortical sites (11.5%) were associated with stimulation-induced language interferences. These interference sites were very much localized (<1 cm(2) ), and showed substantial variability across individuals in their exact localization. Stimulation interfered with both object and action naming over 44 sites, whereas it specifically interfered with object naming over 19 sites and with action naming over 10 sites. Specific object-naming sites were mainly identified in Broca's area (Brodmann area 44/45) and the temporal cortex, whereas action-naming specific sites were mainly identified in the posterior midfrontal gyrus (Brodmann area 6/9) and Broca's area (P = 0.003 by the Fisher's exact test). The anatomical loci we emphasized are in line with a cortical distinction between objects and actions based on conceptual/semantic features, so the prefrontal/premotor cortex would preferentially support sensorimotor contingencies associated with actions, whereas the temporal cortex would preferentially underpin (functional) properties of objects. Hum Brain Mapp 35:429-443, 2014. © 2012 Wiley Periodicals, Inc.

Metabolic effects of fructose in humans

Abstract : Fructose is a simple sugar, whose consumption has increased over the past decades. In rodents, a high-fructose diet (HFrD) induces several features of the metabolic syndrome. The aim of the studies included in this thesis was to investigate the metabolic effects of a HFrD in humans, with a focus on insulin sensitivity and ectopic fat deposition. Moreover, we addressed the question whether these effects may differ between individuals according to gender and the genetic background. The first study was designed to evaluate the impact of a 4-week HFrD on insulin sensitivity and lipid metabolism in 7 healthy men. Insulin sensitivity, intrahepatocellular lipids (IHCL) and intramyocellular lipids (IMCL) contents were measured before and after 1 and 4 weeks of HFrD (1.5 g fructose/kg body weight/day). Insulin sensitivity was assessed by a 2-step hyperinsulinemic euglycemic clamp. IHCL and IMCL were measured by 1H-magnetic resonance spectroscopy (MRS). Fructose caused significant (P<0.05) increases in fasting plasma concentrations of triacylglycerol (TG) (+36%), VLDL-TG (+72%) and glucose (+6%) without any change in body weight, IHCL, IMCL, and insulin sensitivity. In the second study, muscle biopsies were taken from five of these healthy male subjects before and after 4 weeks of HFrD. mRNA concentrations of 18 genes involved in lipid and carbohydrate metabolism were quantified by real-time quantitative PCR. We found that a 4-week HFrD increased the expression of genes involved in lipid synthesis, while it decreased those involved in insulin sensitivity and lipid oxidation; these molecular changes maybe early markers of insulin resistance and altered lipid metabolism. The third study aimed at delineating whether male and females equally respond to a HFrD. For this purpose, higher doses of fructose (twice the dose of the previous study) were provided to 8 healthy young males and 8 healthy young females over 6 days. HFrD significantly increased fasting TG in males (+71 %), whereas this increase was markedly blunted in females (+16%). Males also developed hepatic insulin resistance, characterized by increased hepatic glucose output (+12%), and showed higher alanine aminotransferase concentration (+38%), but none of these effect was observed in females. This study suggests that short-term HFrD leads to hypertriglyceridemia and hepatic insulin resistance in men, but premenopausal women seem protected against these effects. Finally, the fourth study investigated whether healthy offspring of type 2 diabetic patients (OffT2D), a subgroup of individuals prone to metabolic disorders due to their genetic background, may have exacerbated response to HFrD. Eight healthy males (Ctrl) and 16 OffT2D received a HFrD and isocaloric diet in a randomized order. In both groups, HFrD significantly increased IHCL (Ctrl: +76%; OffT2D: +79%) and fasting plasma VLDL-TG (Ctrl: +51 %; OffT2D: +110%). In absolute values, these increments were significantly higher in OffT2D, suggesting that these individuals may be more prone to developing metabolic disorders when challenged by high fructose intake. In order to better delineate the specific effects of fructose vs the hypercaloric energy content, we repeated the complete metabolic investigations after an isocaloric high glucose diet in four of the eight Ctrl volunteers. After a high glucose diet, TG and IHCL concentrations remained similar to the control values, in contrast to the marked increases observed after the HFrD. In conclusion, the studies included in this thesis provided novel insights into the metabolic effects of fructose in humans. They showed that fructose may rapidly increase fasting VLDL-TG, IHCL and lead to hepatic insulin resistance; these effects seem specific to fructose, and potential mechanisms may involve both stimulation of hepatic de novo lipogenesis and decreased lipid oxidation. Moreover, the results suggest that women seem protected against such deleterious effects, while OffT2D displayed exacerbated response. Résumé : Le fructose est un sucre simple, dont la consommation a augmenté durant les dernières décennies. Dans les modèles animaux, un régime riche en fructose (RRFru) peut induire plusieurs composantes du syndrome métabolique. Le but de cette thèse était d'étudier les effets d'un régime riche en fructose sur la sensibilité à l'insuline et la déposition de lipides ectopiques chez l'humain, et si ces effets variaient selon le genre ou le background génétique. La première étude avait pour but d'évaluer l'effet d'un RRFru d'une durée de 4 semaines sur la sensibilité à l'insuline et le métabolisme des lipides chez des hommes sains. La sensibilité à l'insuline, les lipides intrahépatiques (IHCL) et intramusculaires (IMCL) ont été mesurés avant, et après 1 et 4 semaines du RRFru (1.5 g fructose/kg/jour). La sensibilité à l'insuline a été déterminée par un clamp hyperinsulinémique euglycémique, et les IHCL/IMCL par spectroscopie à résonnance magnétique. Le fructose a augmenté les concentrations plasmatiques à jeun des VLDL- triglycérides (TG) (+72%) et de glucose (+6%), sans induire de changement au niveau de la sensibilité à l'insuline, IHCL ou IMCL. Dans la deuxième étude, des biopsies de muscle squelettique ont été prélevées chez cinq de ces volontaires avant et après les 4 semaines de RRFru. Les concentrations de mRNA de 18 gènes impliqués dans le métabolisme des lipides et des hydrates de carbone ont été mesurées par RT-PCR quantitative. Le RRFru a augmenté l'expression de gènes impliqués dans la synthèse de lipides, et diminué celles de gènes impliqués dans la sensibilité à l'insuline et l'oxydation de lipides. Ces changements pourraient constituer des altérations précoces de la sensibilité à l'insuline et du métabolisme lipidique en réponse au fructose. La troisième étude avait pour but de définir si les réponses au RRFru étaient semblables entre les hommes et les femmes. Pour ceci, des doses plus élevées de fructose ont été administrées à 8 jeunes hommes et 8 jeunes femmes durant 6 jours. Le RRFru a augmenté les TG chez les hommes (+71 %), et de manière nettement plus modeste chez les femmes (+16%). Les hommes ont développé une résistance hépatique à l'insuline, ainsi qu'une augmentation des concentrations d'alanine aminotransférase (+38%), mais aucun de ces effets n'a été observé chez les femmes. Cette étude suggère qu'à court terme, un RRFru mène à une hypertriglycéridémie et résistance hépatique à l'insuline chez l'homme, tandis que les femmes semblent en être protégées. Finalement, la 4ème étude a investigué si des personnes apparentées à des patients diabétiques de type 2 (AppDT2), qui constituent un groupe d'individus à risque de développer des maladies métaboliques en raison de leur background génétique, avaient des réponses plus marquées au RRFru. Huit hommes sains (Ctrl) et 16 AppDT2 on reçu dans un ordre randomisé un RRFru et une diète isocalorique durant 6 jours. Dans les deux groupes, le RRFru a augmenté significativement les IHCL (Ctrl: +76%; AppDT2: +79%) et les VLDL-TG plasmatiques à jeun (Ctrl: +51%; AppDT2: +110%). En valeurs absolues, ces deux augmentations étaient plus importantes dans le groupe des AppDT2, suggérant que ces individus sont plus à risque de développer des problèmes métaboliques suite à un apport de fructose. Afin de définir les effets spécifiques du fructose, quatre des huit sujets Ctrl ont été soumis à un régime riche en glucose. Après le régime riche en glucose, les concentrations de TG et d'IHCL étaient semblables aux valeurs obtenues après une diète isocalorique, contrairement aux nombreux effets observés après le RRFru. En conclusion, ces différentes études ont démontré que chez l'humain, le fructose peut rapidement induire une augmentation des VLDL-TG à jeun, des IHCL et une résistance hépatique à l'insuline ; ces effets semblent être spécifiques au fructose. De plus, les différents résultats obtenus montrent que les femmes développent des effets moindres en réponse au fructose, contrairement aux AppDT2, chez qui les effets du fructose semblent plus marqués. Résumé grand public : Le fructose est un sucre simple, présent naturellement et en faibles quantités dans les fruits, mais également constituant du sucrose - appelé aussi sucre de table. Depuis les années 1970, la consommation de fructose a augmenté dans les pays industrialisés et émergents, principalement par le biais d'une hausse de consommation de boissons sucrées de type soda. Dans des modèles animaux tels que les rongeurs, un régime riche en fructose mène au développement de plusieurs facteurs de risques étroitement liés aux maladies cardiovasculaires, à l'obésité et au diabète de type 2; ceux-ci sont caractérisés par une augmentation des concentrations de glucose et de lipides sanguins, ainsi qu'une accumulation de lipides dits « ectopiques », à savoir dans le foie et les muscles. Le but de cette thèse était de définir les effets d'un régime riche en fructose chez l'être humain. De plus, nous nous sommes intéressés à savoir si ces effets étaient semblables entre différents groupes d'individus, à savoir des personnes de sexe masculin / féminin, ou des personnes dont au moins un des parents est diabétique de type 2. Pour ceci, différents groupes de volontaires (hommes, femmes, avec histoire familiale de diabète de type 2) âgés de 18-30 ans se sont soumis à une alimentation enrichie en fructose, d'une durée allant de 6 à 28 jours, suivant l'étude à laquelle ils participaient. La quantité de fructose consommée en plus de l'alimentation normale durant ces périodes équivalait au contenu en fructose de 2-4 litres de boissons sucrées par jour. Des prises de sang ont été effectuées au terme de chacun de ces différents régimes, ainsi que des mesures de sensibilité à l'insuline et de concentrations de lipides dans le foie et le muscle par résonnance magnétique nucléaire, en collaboration avec l'Hôpital de l'Ile de Berne. Les résultats montrent qu'après 6 jours de régime riche en fructose, les volontaires sains de sexe masculin ont presque doublé leurs concentrations de lipides sanguins et hépatiques. De plus, le foie de ces volontaires réagissait moins bien à l'insuline, ce qui pourrait mener à long terme à des maladies métaboliques comme le diabète de type 2. Un des mécanismes postulés est que le fructose pourrait stimuler la formation de lipides dans le foie, contribuant ainsi à un dysfonctionnement de cet organe. De manière surprenante, des femmes d'âge et d'IMC (Indice de Masse Corporelle) comparables aux hommes étudiés n'ont pas développé ces différents effets en réponse au régime riche en fructose. Il semblerait donc qu'elles possèdent certaines propriétés pouvant les «protéger », du moins à court terme, des problèmes métaboliques induits par le fructose. De tels mécanismes sont pour l'heure inconnus, mais il est possible que des différences hormonales, ou de répartition de la masse graisseuse dans le corps, puissent jouer un rôle. Enfin, nous avons également démontré que chez certaines personnes ayant au moins un parent (père ou mère) diabétique de type 2, les augmentations de lipides sanguins et hépatiques induits par le fructose étaient plus marquées que chez des volontaires sans parents diabétiques. Ceci est néanmoins à tempérer par le fait que nous avons observé une grande hétérogénéité des réponses parmi ces individus, découlant certainement d'interactions complexes entre différents facteurs tels que la génétique, le mode de vie, l'alimentation et l'activité physique. Ces différents résultats donnent lieu à une meilleure compréhension du rôle de facteurs alimentaires dans le développement de problèmes métaboliques tels que le diabète de type 2. Ils vont également permettre de tester différentes approches thérapeutiques. Bien qu'ayant été obtenus avec des doses de fructose importantes, ces études soulignent l'effet potentiellement dangereux pour la santé d'une alimentation riche en sucres.

Biomedical nanoparticles modulate specific CD4(+) T cell stimulation by inhibition of antigen processing in dendritic cells

Understanding how nanoparticles may affect immune responses is an essential prerequisite to developing novel clinical applications. To investigate nanoparticle-dependent outcomes on immune responses, dendritic cells (DCs) were treated with model biomedical poly(vinylalcohol)-coated super-paramagnetic iron oxide nanoparticles (PVA-SPIONs). PVA-SPIONs uptake by human monocyte-derived DCs (MDDCs) was analyzed by flow cytometry (FACS) and advanced imaging techniques. Viability, activation, function, and stimulatory capacity of MDDCs were assessed by FACS and an in vitro CD4(+) T cell assay. PVA-SPION uptake was dose-dependent, decreased by lipopolysaccharide (LPS)-induced MDDC maturation at higher particle concentrations, and was inhibited by cytochalasin D pre-treatment. PVA-SPIONs did not alter surface marker expression (CD80, CD83, CD86, myeloid/plasmacytoid DC markers) or antigen-uptake, but decreased the capacity of MDDCs to process antigen, stimulate CD4(+) T cells, and induce cytokines. The decreased antigen processing and CD4(+) T cell stimulation capability of MDDCs following PVA-SPION treatment suggests that MDDCs may revert to a more functionally immature state following particle exposure.

Deep-brain stimulation for Parkinson's disease

Comment on N Engl J Med. 2010 Jun 3;362(22):2077-91 author reply 988.

Prévalence des troubles de l'humeur dans la maladie de Parkinson traitée par stimulation cérébrale profonde [Prevalence of mood disorders in Parkinson's disease patients treated with subthalamic nucleus deep brain stimulation].

Subthalamic nucleus deep brain stimulation (STN-DBS) is a recognized treatment for advanced and severe forms of Parkinson's Disease. The procedure improves motor signs and often allows a reduction of the medication. The impact of the procedure on cognitive and neuropsychiatric signs of the disease is more debated and there is an international consensus for the need of a multidisciplinary evaluation of patients undergoing such programs, including a neuropsychiatric assessment. We present a review of the literature as well as the experience at our centre focused on the short and long term outcome on mood following STN-DBS.

Epileptogenic zone, electrode location and clinical outcome in hippocampal electrical stimulation for mesial temporal lobe epilepsy : a correlation study

Objectif : Etudier les résultats cliniques du traitement de patients atteints pai- une épilepsie mésiale du lobe temporal (MTLE) réfractaire, par stimulation cérébrale profonde (DBS) de l'hippocampe, en fonction de l'emplacement de l'électrode. Méthodes : Huit patients atteints de MTLE implantés dans l'hippocampe et stimulés par DBS à haute fréquence ont été inclus dans cette étude. Cinq ont subi des enregistrements invasifs avec des électrodes profondes dans le but d'estimer la localisation du foyer ictal avant de procéder à une DBS chronique. La position des contacts actifs de l'électrode a été mesurée en utilisant une imagerie post-opératoire. Les distances par rapport au foyer ictal ont été calculées, et les structures hippocampiques influencées par la stimulation ont été identifiées au moyen d'un atlas neuro-anatomique. Ces deux paramètres ont été corrélés avec la réduction de la fréquence d'apparition des crises. Résultats : Les distances entre la localisation estimée des contacts actifs de l'électrode et le foyer ictal étaient respectivement 11.0 +/- 4.3 ou 9.1 +/- 2.3 mm pour les patients présentant une réduction de > 50% ou < 50% de la fréquence des crises. Chez les patients (N = 6) montrant une réduction de > 50% de la fréquence des crises, 100% avaient des contacts actifs situés à < 3 mm du subiculum (p < 0,05). Les 2 patients ne répondant pas au traitement étaient stimulés par des contacts situés à > 3mm du subiculum. Conclusion : La diminution de l'activité épileptogène induite par DBS sur l'hippocampe dans les cas de MTLE réfractaires : 1) ne semble pas directement liée à la proximité des contacts actifs de l'électrode au foyer ictal déterminé par les enregistrements invasifs ; 2) pourrait être obtenue par une neuro-modulation du subiculum.