Expression of MYC, IgM, As Well As Non-Germinal Centre B-Cell Like Immunophenotype and Positive Immunofish Index Predict a Worse Progression Free Survival and Overall Survival in a Series of 670 De Novo Diffuse Large B-Cell Lymphomas Included in Clinical Trials: A GELA Study of the 2003 Program

Introduction: Diffuse large B-cell lymphomas (DLBCL) represent a heterogeneous disease with variable clinical outcome. Identifying phenotypic biomarkers of tumor cells on paraffin sections that predict different clinical outcome remain an important goal that may also help to better understand the biology of this lymphoma. Differentiating non-germinal centre B-cell-like (non-GCB) from Germinal Centre B-cell-like (GCB) DLBCL according to Hans algorithm has been considered as an important immunohistochemical biomarker with prognostic value among patients treated with R-CHOP although not reproducibly found by all groups. Gene expression studies have also shown that IgM expression might be used as a surrogate for the GCB and ABC subtypes with a strong preferential expression of IgM in ABC DLBCL subtype. ImmunoFISH index based on the differential expression of MUM-1, FOXP1 by immunohistochemistry and on the BCL6 rearrangement by FISH has been previously reported (C Copie-Bergman, J Clin Oncol. 2009;27:5573-9) as prognostic in an homogeneous series of DLBCL treated with R-CHOP. In addition, oncogenic MYC protein overexpression by immunohistochemistry may represent an easy tool to identify the consequences of MYC deregulation in DLBCL. Our aim was to analyse by immunohistochemistry the prognostic relevance of MYC, IgM, GCB/nonGCB subtype and ImmunoFISH index in a large series of de novo DLBCL treated with Rituximab (R)-chemotherapy (anthracyclin based) included in the 2003 program of the Groupe d'Etude des Lymphomes de l'Adulte (GELA) trials. Methods: The 2003 program included patients with de novo CD20+ DLBCL enrolled in 6 different LNH-03 GELA trials (LNH-03-1B, -B, -3B, 39B, -6B, 7B) stratifying patients according to age and age-adjusted IPI. Tumor samples were analyzed by immunohistochemistry using CD10, BCL6, MUM1, FOXP1 (according to Barrans threshold), MYC, IgM antibodies on tissue microarrays and by FISH using BCL6 split signal DNA probes. Considering evaluable Hans score, 670 patients were included in the study with 237 (35.4%) receiving intensive R-ACVBP regimen and 433 (64.6%) R-CHOP/R-mini-CHOP. Results: 304 (45.4%) DLBCL were classified as GCB and 366 (54.6%) as non-GCB according to Hans algorithm. 337/567 cases (59.4%) were positive for the ImmunoFISH index (i.e. two out of the three markers positive: MUM1 protein positive, FOXP1 protein Variable or Strong, BCL6 rearrangement). Immunofish index was preferentially positive in the non-GCB subtype (81.3%) compared to the GCB subtype (31.2%), (p<0.001). IgM was recorded as positive in tumor cells in 351/637 (52.4%) DLBCL cases with a preferential expression in non-GCB 195 (53.3%) vs GCB subtype 100(32.9%), p<0.001). MYC was positive in 170/577 (29.5%) cases with a 40% cut-off and in 44/577 (14.2%) cases with a cut-off of 70%. There was no preferential expression of MYC among GCB or non-GCB subtype (p>0.4) for both cut-offs. Progression-free Survival (PFS) was significantly worse among patients with high IPI score (p<0.0001), IgM positive tumor (p<0.0001), MYC positive tumor with a 40% threshold (p<0.001), ImmunoFISH positive index (p<0.002), non-GCB DLBCL subtype (p<0.0001). Overall Survival (OS) was also significantly worse among patients with high IPI score (p<0.0001), IgM positive tumor (p=0.02), MYC positive tumor with a 40% threshold (p<0.01), ImmunoFISH positive index (p=0.02), non-GCB DLBCL subtype (p<0.0001). All significant parameters were included in a multivariate analysis using Cox Model and in addition to IPI, only the GCB/non-GCB subtype according to Hans algorithm predicted significantly a worse PFS among non-GCB subgroup (HR 1.9 [1.3-2.8] p=0.002) as well as a worse OS (HR 2.0 [1.3-3.2], p=0.003). This strong prognostic value of non-GCB subtyping was confirmed considering only patients treated with R- CHOP for PFS (HR 2.1 [1.4-3.3], p=0.001) and for OS (HR 2.3 [1.3-3.8], p=0.002). Conclusion: Our study on a large series of patients included in trials confirmed the relevance of immunohistochemistry as a useful tool to identify significant prognostic biomarkers for clinical use. We show here that IgM and MYC might be useful prognostic biomarkers. In addition, we confirmed in this series the prognostic value of the ImmunoFISH index. Above all, we fully validated the strong and independent prognostic value of the Hans algorithm, daily used by the pathologists to subtype DLBCL.

L'analyse économique face à l'épuisement des ressources naturelles, de William Stanley Jevons à Harold Hotelling (1865-1931) : le cas de énergies fossiles

L'épuisement des énergies fossiles est un thème d'actualité dont les prémices datent, selon l'opinion courante, des années 1970 et du premier choc pétrolier. En réalité, c'est une préoccupation plus ancienne, intimement liée à l'ère industrielle. Dans la deuxième partie du XIXème siècle, les économistes se sont penchés sur la question de l'épuisement des minerais, 'objet non identifié' jusqu'alors et nécessitant la mise sur pied de nouveaux outils d'analyse (effet-rebond chez Jevons, rente minière chez Marshall-Einaudi notamment). Avec le progrès des techniques et l'apparition de nouvelles énergies (pétrole, hydro-électricité), leurs craintes de déclin industriel se sont progressivement dissipées dans les années 1910 et 1920. Mais ces évolutions tenant à l'histoire des faits ne sont pas les seules à considérer. Des facteurs internes à la discipline économique, comme l'émergence du marginalisme dans les années 1870 et de la théorie de l'épargne et du capital dans les années 1890, ont aussi changé le regard des économistes sur la question de l'épuisement des ressources. Pourquoi ? Comment ? Quels enseignements peut-on en tirer pour les défis environnementaux d'aujourd'hui ? Voilà les questions qui sont traitées dans ce travail de thèse.

La normalisation des services aux Etats-Unis et en Europe : une analyse institutionnelle des formes d'autorité privée

This chapter explores the institutional environments in which standards for the service sector are expected to support the rise of a global knowledgebased economy. The analysis relies on global political economy approaches to extend to the area of services standards the assumption that the process of globalisation is not opposing states and markets, but a joint expression of both of them including new patterns and agents of structural change through formal and informal power and regulatory practices. It analyses how services standards gain authority in the institutional environment in Europe and in the United States and the extent to which this authority is recognised at the transnational level. In contrast to conventional views opposing the European and American standardisation systems, the chapter shows that institutional developments of services standards are likely to face trade-offs and compromises across those systems.

Analyse de contrefaçons de médicaments et renseignement forensique

La contrefaçon de médicaments est un phénomène qui s'est amplifié ces dernières années et touche désormais toutes les régions du monde. Les réseaux de production et de distribution impliqués constituent de véritables industries. Malgré les répercussions dramatiques au niveau sanitaire et économique, les sanctions légales sont souvent inappropriées, non appliquées ou inapplicables. Les méthodes traditionnelles d'investigation, souffrant d'une absence de stratégie et de démarche structurée, sont partiellement désarmées face à ce problème. En tant que principales cibles économiques, les entreprises pharmaceutiques ont développé des mesures de protection de leurs produits ainsi que des méthodes analytiques pour différencier les contrefaçons des médicaments authentiques. Davantage d'informations peuvent néanmoins être révélées pour le renseignement à partir des données analytiques. Les saisies de contrefaçon représentent en effet les seules traces tangibles, les seuls témoins du problème. Dans cette optique le profilage des saisies, qui constitue le coeur de ce travail, est le meilleur moyen de détecter les productions organisées et industrialisées de cette forme de criminalité. L'étude porte sur plusieurs saisies d'un type de gélules Roche régulièrement visé par les contrefacteurs. Des éléments pertinents des gélules et de l'emballage contrefaits, intégrés à une banque de données organisée, ont permis de révéler de pertinentes informations. De nombreux liens, à l'origine inconnus, ont en effet pu être dévoilés et observés entre les saisies à différents niveaux de la production, soutenant l'hypothèse d'un réseau principal de contrefacteurs dominant le marché, alors même que le nombre de saisies à disposition était limité. L'interprétation des liens grâce aux informations circonstancielles a permis de fournir des indications sur la fabrication et la distribution des contrefaçons provenant de ce réseau. Cette approche, généralisable à d'autres types de médicament, est un témoignage du fort potentiel que possède le renseignement provenant des données analytiques pour la compréhension du crime organisé.

Quand le film raconte l'image. Variations cinématographiques autour de La Cène de Léonard de Vinci

Partant de l'hypothèse qu'au cinéma, un plan travaillé à la manière d'un tableau engage non pas un arrêt du récit, mais un enrichissement de la logique narrative linéaire du film par une sémiotique tabulaire et des jeux de références intermédiales, cet article analyse le cas exemplaire et récurrent des plans qui reconstituent en « tableau vivant » La Cène de Léonard de Vinci. Christus (Giulio Antamoro, 1914-1916), Ben Hur, a tale of the Christ (Fred Niblo, 1925) ou Quo Vadis (Mervyn LeRoy, 1951) y sont explorés, ainsi que d'autres productions qui replacent la composition du Cenacolo à la fois en une « phase » et une « stase » dramatique et esthétique du récit christique. Des films tels que Viridiana (Luis Buñuel, 1961) sont aussi évoqués, qui font apparaître la composition comme une pause allégorique d'un récit contemporain, enrichi sur un plan énonciatif, symbolique et iconographique.

Critères de qualité des recherches qualitatives en sciences de la santé. À propos d'une analyse comparative de huit grilles de critères de qualité en psychiatrie/psychologie et en médecine

Les recherches qualitatives dans les sciences de la santé sont de plus en plus nombreuses, cependant elles restent difficiles à publier et font souvent l'objet d'une moindre reconnaissance de la part des commanditaires et/ou des experts des revues. Devant cet état de fait, les chercheurs anglo-saxons ont développé un ensemble de grilles et critères qui devraient permettre d'établir les « standards » de qualité d'une recherche qualitative. Dans un premier temps, les auteurs proposent un bref état des lieux concernant les critères de qualité de la recherche qualitative dans les sciences de la santé. Dans un deuxième temps, ils présentent huit grilles, dont la traduction française est inédite, issues de la psychologie/psychiatrie et de la médecine générale. Les auteurs mettent en perspective ces grilles et montrent les difficultés à trouver des accords dans les définitions des critères entre les divers auteurs. Ces difficultés mettent en évidence l'écart entre ces grilles tant au point de vue de l'épistémologie qui les sous-tend, qu'au point de vue des critères retenus (nombre, type, forme, contenus). Les différences entre elles correspondent à la diversité des paradigmes auxquels se réfèrent les créateurs des grilles, sans jamais le mentionner explicitement dans leurs textes de référence. Les auteurs concluent que l'augmentation des travaux de recherche et des publications de type qualitatif n'a pas permis de dépasser les difficultés à établir des critères définis et partagés, et que cette grande hétérogénéité des concepts soulève des problèmes majeurs, non seulement méthodologiques, mais surtout épistémologiques et théoriques.

Probabilité et statistique pour les sciences de la santé : apprentissage au moyen du logiciel Stata

Cet ouvrage non seulement présente, de façon rigoureuse, les concepts et méthodes statistiques, mais aussi utilise des exemples concrets pour illustrer chaque concept théorique nouvellement introduit. Il présente de façon méticuleuse les notions fondamentales de la théorie des probabilités et de la statistique: bref rappel de l'histoire de la statistique, la statistique descriptive, les distributions discrètes et continues, estimation, tests d'hypothèses, l'analyse de corrélation, l'analyse de régression linéaire simple et multiple, et le modèle d'analyse de variance. Au moyen des exemples et exercices, le lecteur est guidé tout au long de la réalisation du problème. En même temps, l'apprentissage de l'utilisation de Stata se fait progressivement au fil des chapitres. La dernière partie de l'ouvrage propose une introduction à l'utilisation de Stata. Les corrections des exercices figurent à la fin de l'ouvrage, permettant au lecteur de vérifier le niveau de compréhension atteint après chaque étape.

Analyse critique des résultats de biopsies musculaires et de la méthodologie utilisée dans 889 cas d'affections neuromusculaires [Critical analysis of the results of muscle biopsies and of the methods used in 889 cases of neuromuscular disorders]

The contribution of muscle biopsies to the diagnosis of neuromuscular disorders and the indications of various methods of examination are investigated by analysis of 889 biopsies from patients suffering from myopathic and/or neurogenic disorders. Histo-enzymatic studies performed on frozen material as well as immunohistochemistry and electron microscopy allowed to provide specific diagnoses in all the neurogenic disorders (polyneuropathies and motor neuron diseases), whereas one third of myopathies remained uncertain. Confrontation of neuropathological data with the clinical indications for histological investigations shows that muscle biopsies reveal the diagnosis in 25% of the cases (mainly in congenital and metabolic myopathies) and confirm and/or complete the clinical diagnosis in 50%. In the remaining cases with non specific abnormalities neuropathological investigations may help the clinician by excluding well defined neuromuscular disorders. Analysis of performed studies and results of investigations show the contribution and specificity of each method for the diagnosis. Statistical evaluation of this series indicates that cryostat sectioning for histo- and immunochemical and electron microscopy increases the rate of diagnoses of neuromuscular diseases: full investigation was necessary for the diagnosis in 30% of the cases. The interpretation of the wide range of pathological reactions in muscles requires a close cooperation with the clinician.

Analyse des modifications de la chromatine impliquées dans l'effet barrière de CTF1 aux télomères humains

Eukaryotic genomes are compartmentalized in different structural domains that can affect positively or negatively gene expression. These regions of euchromatin and heterochromatin are characterized by distinct histones marks which can facilitate or repress gene transcription. The chromatin environment represents thus one of the main problems to control gene expression in biotechnological applications or gene therapy, since its expression is affected by the chromatin neighboring its locus of insertion. Some chromatin regions like telomeres are composed of constitutive heterochromatin which leads to the telomeric position effect (TPE) that silences genes adjacent to the telomere. TPE is known to spread by the selfrecruitment of the SIR histone deacetylase complex from the telomere in S.cerevisiae, but the histone marks that are associated to telomeric chromatin in mammalian cells remain mostly unknown. The transcription factor CTF1 has shown antisilencing properties in mammalian cells and also a boundary activity against TPE in yeast cells when fused to the yeast Gal4 DNA binding domain. In the work presented here, we describe a dual-reporter system to assess the boundary activity of proteins such as CTF1 at human telomeres. When located between the two reporter genes, CTF1 shields the telomere distal gene from TPE, while the telomereproximal gene remains silenced by telomeric heterochromatin. The boundary activity of CTF1 is shown to act regardless its function of transcriptional activator, by opposition to the transcriptional activator VP16 which activates indifferently both transgenes. Moreover, this study shows that CTF1 boundary activity is linked to its H3 binding function, as expected from a chromatin remodeler. ChIP experiments showed that histone deacetylation is the main histone modification involved in gene silencing at mammalian cell telomeres. Distinctly to yeast cells, the histone deacetylation signal in human cells extented over a short range along the chromosome. CTF1 may help to block this propagation and therefore to restore histones acetylation level on telomere protected locus. Surprisingly, other histone marks such as trimethyl-H3K9 or trimethyl-H4K20 were found on telomere protected locus, while in another clone, unsilencing of telomere distal transgene was associated with recruitment of the histone variant H2A.Z. Thus, I conclude that CTF1 displays a chromatin boundary function which is independent of its transcriptional activity and therefore exhibit features required for use as chromatin insulator in biotechnological applications. RESUME Les génomes eucaryotes sont compartementalisés en domaines structurels qui peuvent affecter positivement ou négativement l'expression des gènes avoisinants. Ces régions dites d'euchromatine ou d'hétérochromatine sont caractérisées par des modifications posttraductionnelles des histones qui peuvent faciliter ou au contraire inhiber la transcription des gènes qui s'y trouvent. Ainsi, isoler un gène de son environnement chromatinien est problème fréquent lorsqu'il s'agit de contrôler son expression dans le cadre d'applications en biotechnologie ou encore en thérapie génique. Certaines régions de chromatine telles que les télomères sont composées d'hétérochromatine constitutive qui mène au silençage des gènes avoisinants. Cet effet de position télomérique (TPE) est connu dans la levure S.cerevisiae comme se propageant par auto-recrutement du complexe de déacétylation d'histone SIR, alors que peu de modifications de chromatine ont pu être associées à ce phénomène dans les cellules de mammifères. Le facteur de transcription CTF1 a montré des propriétés d'anti-silençage dans les cellules de mammifères, ainsi qu'une activité barrière contre le silençage télomérique dans les cellules de levures lorsqu'il est fusionné au domaine de liaison à l'ADN de la protéine de levure Gal4. Dans le travail présenté ci-après est décrit un système à deux gènes rapporteurs permettant de mesurer l'activité barrière de protéines telles que CTF1 aux télomères humains, et les modifications de chromatine qui y sont associées. Lorsque CTF1 est placé entre les deux gènes rapporteurs, le gène distant du télomère est protégé du silençage qui lui est associé, alors que le gène proche du télomère reste soumis à ce silençage induit par l'hétérochromatine télomérique. L'activité barrière de CTF1 est montrée ici comme agissant indépendamment de son activité transcriptionnelle, par opposition à l'activateur transcriptionnel VP16 qui active indifféremment les deux transgènes. En outre, cette étude appuie l'hypothèse stipulant que CTF1 agisse comme remodeleur chromatinien puisqu'elle démontre que son activité barrière est directement dépendante de son activité de liaison avec l'histone H3. De plus, des expériences d'immuno-précipitation de la chromatine démontrent que la déacétylation des histones est le majeur phénomène intervenant dans le silençage télomérique. Par opposition à la levure, ce signal de déacétylation ne se propage dans les cellules humaines que sur une courte distance le long du chromosome. CTF1 agit ainsi en bloquant cette propagation et en restaurant le niveau d'acétylation des histones sur le locus protégé du télomère. De manière surprenante et inattendue, d'autres modifications d'histones telles que 4 les H3K9 et H4K20 triméthylées sont aussi observées à ce locus, tandis le recrutement du variant H2A.Z peut aussi être suffisant à restaurer l'expression du gène distant du télomère. En terme de cette analyse, CTF1 exhibe ainsi une fonction de barrière chromatinienne qui exclue une activité transcriptionnelle non désirée - propriété qui est requise dans l'établissement des isolateurs visant à permettre le contrôle d'un transgène dans le cadre d'applications en biotechnologies.

Analyse des résultats du dépistage systématique de la syphilis effectué dans le cadre de l'Etude Suisse de Cohorte VIH

L'Etude Suisse de Cohorte VIH a été mise en place en 1988. Plusieurs centres participent à cette étude : les hôpitaux universitaires de Zurich, Berne, Bâle, Genève et Lausanne, les hôpitaux cantonaux de Saint-Gall et du Tessin, 14 hôpitaux régionaux, ainsi que 35 praticiens privés. Cette étude a collecté des données de plus de 16500 personnes infectées par le VIH, de 1981 jusqu'aujourd'hui.¦Actuellement, plus de 7000 patients sont suivis tous les 6 mois. Parmi les analyses demandées au cours de ce suivi figure un test annuel de dépistage de la syphilis. Ce dépistage consiste en un test TPHA (Treponema Pallidum Haemagglutination Assay) où l'on observe l'hémagglutination de globules rouges qui ont absorbé des antigènes du tréponème, ou ses équivalents LIAISON et ARCHITECT.¦Si ce test TPHA est positif, un test VDRL, qui détecte des anticorps dirigés contre la cardiolipine, est effectué.¦Pour des raisons économiques, ce dépistage annuel systématique de la syphilis est remis en question par l'un des médecins praticiens participant à l'Etude Suisse de Cohorte VIH, estimant que ce dépistage ne devrait être demandé chaque année que chez les personnes étant identifiées comme à risque.¦Notre objectif est d'évaluer la nécessité de faire un dépistage de la syphilis annuel chez tous les patients de la Cohorte en comparaison à un dépistage annuel seulement chez le groupe jugé à risque.¦Pour pouvoir répondre à cette question, nous allons dans un premier temps faire une analyse descriptive : nous allons analyser quels patients ont développé une séroconversion en fonction de l'âge, du sexe et de la voie d'infection du VIH la plus probable (voie homosexuelle, hétérosexuelle ou consommation de drogues).¦Une conversion du test TPHA de négatif à positif n'est pas toujours synonyme d'infection à treponema pallidum. Une infection diagnostiquée au stade primaire et traitée efficacement ne provoque pas nécessairement des anticorps. A l'inverse, le test TPHA peut être faussement positif dû à une réaction croisée (p.ex. framboesie) ou non-spécifique (maladies auto-immunes). Pour l'analyse descriptive nous devons toutefois nous limiter à la séroconversion.¦Pour pouvoir faire cette analyse nous devons extraire certaines données, et procéder à un « nettoyage » de celles-ci : en effet, nous ne pouvons garder que les données des 700 patients ayant au moins un test initial de TPHA négatif, suivi d'un test TPHA positif avec un VDRL positif.¦Puis nous allons faire une étude « cas-témoins » pour comparer l'anamnèse sexuelle des patients présentant une séroconversion avec celle des patients qui n'ont pas développé d'anticorps, afin d'évaluer si nous pouvons définir, d'après l'anamnèse sexuelle, un groupe de sujets plus à risque de développer une syphilis. Cas et témoins seront stratifiés selon l'âge, le sexe et le mode d'infection du VIH.¦Comme troisième étape nous allons définir, pour un sous-échantillon, si le résultat positif du dépistage a permis de diagnostiquer la syphilis ou si le diagnostique avait déjà été établi grâce à la présence de symptômes.¦Etant donné que ce dépistage systématique est remis en cause pour des raisons financières, nous allons finalement, au cours de cette étude, estimer le coût des différentes options.¦Notre hypothèse, tirée d'après les déclarations de cas de syphilis de l'OFSP (Office Fédéral de la Santé Publique) et l'expérience des cliniciens, est que l'on trouve en effet que les homosexuels de moins de 50 ans représentent un grand pourcentage des personnes infectées par la syphilis. Cependant, nous ne savons pas si la fréquence d'infection des autres groupes de patients est suffisamment élevée pour justifier ce dépistage systématique.

Prévalence et facteurs associés à la consommation de tabac non fumé chez les jeunes hommes suisses

Introduction Le tabac non fumé (smokeless tobacco) comprend les formes de tabac qui ne sont pas consommées par combustion. Les deux principaux types de consommation sont le snus, par application sur la muqueuse orale, et le tabac à sniffer. Le premier se consomme surtout en Suède et les pays scandinaves ; la consommation du second a récemment fait son apparition en Suisse malgré son interdiction. Méthodes Nous avons utilisé la base de données de la Cohort on substance use risk factors (C-surf), une cohorte de jeunes hommes suisses se présentant à 3 centres de recrutement de l'Armée Suisse (Lausanne, Windisch et Mels). Un total de 13 245 jeunes hommes ont été invités à participer à cette enquête sur la consommation de substances. Le taux de réponses a été de 45.2%. Nous avons inclu 5720 participants pour cette analyse et utilisé une approche statistique par régression logistique pour identifier les déterminants de consommation de tabac non fumé. Résultats L'âge moyen des participants était de 19.5 ans. 8% des participants ont déclaré consommer régulièrement du tabac à sniffer et 3% consommer du snus au moins une fois par mois. La consommation de tabac à sniffer était associée à la consommation non quotidienne de cigarettes [odds ratio (OR) 2.41, 95% confidence interval (Cl) 1.90-3.05], ainsi qu'à celle d'alcool à risque (OR 3.93, 95% Cl 1.86-8.32) etépisodique (OR 7.41, 95% Cl 4.11-13.38). Un BMI élevé, un revenu familial au-dessus de la moyenne et un faible niveau de formation étaient également associés à la consommation de tabac à sniffer, alors que la consommation occasionnelle de cannabis l'était négativement. Les facteurs associés à la consommation de snus étaient similaires à ceux du tabac à sniffer. Conclusions Un jeune homme suisse sur 12 consomme du tabac à sniffer et 3% consomment du snus. La consommation de tabac non fumé est associée à d'autres comportements à risque, en particulier la consommation d'alcool à risque. Les résultats de la régression logistique multivariée montrent une association de la consommation de tabac non fumé à la consommation d'alcool à risque. Le rôle du tabac non fumé dans l'induction de la dépendance à la nicotine et dans l'initiation à d'autres comportements à risque, ainsi que ses effets sur la santé devront être analysés sur la base d'études longitudinales.

Population genetics of Capercaillie (Tetrao urogallus) in the Jura and the Pyrenees: a non-invasive approach to avian conservation genetics

RÉSUMÉ Le Grand tétras est un galliforme de montagne apparenté au faisan et au tétras lyre. Il est distribué de manière continue à travers la toundra et les montagnes de moyenne altitude en Europe de l'ouest. Toutefois, les populations d'Europe de l'ouest ont subi un déclin constant au cours des derniers siècles. Les causes de ce déclin sont probablement liées à l'activité humaine, telle .que l'élevage ou le tourisme, qui ont engendré une modification et une fragmentation de l'habitat de l'espèce. Malheureusement, les populations soumises à de forts déclins démographiques peuvent subir des effets génétiques (augmentation de la consanguinité et perte de diversité génétique) pouvant diminuer leur potentiel de reproduction et conduire irrémédiablement à l'extinction. Cette thèse présente les analyses conduites dans le but d'estimer l'impact du déclin démographique des populations de Grand tétras sur l'étendue et la distribution de leur variabilité génétique dans le Jura et dans les Pyrénées. Du fait de la législation locale protégeant les tétraonidés en général, mais également en raison de la biologie très cryptique du Grand tétras, l'ensemble des analyses de cette étude a été réalisé à partir de matériel génétique extrait des fientes (ou échantillonnage génétique non invasif). Dans la première partie de l'étude, je détaille les protocoles d'extraction. d'ADN et d'amplification par PCR modifiés à partir des protocoles classiques utilisant des échantillons conventionnels, riches en ADN. L'utilisation d'ADN fécal impose des contraintes dues à la mauvaise qualité et à la faible quantité du matériel génétique à disposition dans les fientes. Ces contraintes ont pu être partiellement contournées en réalisant des répétitions multiples du génotypage afin d'obtenir un degré de fiabilité suffisante. J'ai également analysé les causes de la dégradation de l'ADN dans les excréments. Parmi les causes les plus communes, telles que l'activité bactérienne, l'hydrolyse spontanée et la dégradation enzymatique par les DNases libres, c'est ce dernier facteur qui apparaît comme étant la cause majeure et la plus rapide responsable de la dégradation de la qualité des échantillons. La rapidité de l'action enzymatique suggère que les plans d'échantillonnages de excréments sur le terrain pourraient être optimisés en les réalisant dans des conditions climatiques froides et sèches, favorisant ainsi l'inhibition des DNases. La seconde partie de la thèse est une étude par simulation visant à déterminer la capacité du logiciel Structure à identifier les structures génétiques complexes et hiérarchiques fréquemment rencontrées dans les populations naturelles, et ce en utilisant différents types de marqueurs génétiques. Les troisième et quatrième parties de cette thèse décrivent le statut génétique des populations résiduelles du Jura et des Pyrénées à partir de l'analyse de 11 loci microsatellites. Nous n'avons pas pu mettre en évidence dans les deux populations des effets liés à la consanguinité ou à la réduction de la diversité génétique. De plus, la différenciation génétique entre les patches d'habitats favorables reste modérée et corrélée à la distance géographique, ce qui suggère que la dispersion d'individus entre les patches a été importante au moins pendant ces dernières générations. La comparaison des paramètres de la diversité génétique avec ceux d'autres populations de Grand tétras, ou d'autres espèces proches, indique que la population du Jura a retenu une proportion importante de sa diversité originelle. Ces résultats suggèrent que le déclin récent des populations a jusqu'ici eu un impact modéré sur les facteurs génétiques et que ces populations semblent avoir conservé le potentiel génétique nécessaire à leur survie à long terme. Finalement, en cinquième partie, l'analyse de l'apparentement entre les mâles qui participent à la parade sur les places de chant (leks) indique que ces derniers sont distribués en agrégats de manière non aléatoire, préférentiellement entre individus apparentés. De plus, la corrélation entre les distances génétique et géographique entre les leks est en accord avec les motifs d'isolement par la distance mis en évidence à d'autres niveaux hiérarchiques (entre patches d'habitat et populations), ainsi qu'avec les études menées sur d'autres espèces ayant choisi ce même système de reproduction. En conclusion, cette première étude basée uniquement sur de l'ADN nucléaire aviaire extrait à partir de fèces a fourni des informations nouvelles qui n'auraient pas pu être obtenues par une méthode d'observation sur le terrain ou d'échantillonnage génétique classique. Aucun oiseau n'a été dérangé ou capturé, et les résultats sont comparables à d'autres études concernant des espèces proches. Néanmoins, la taille de ces populations approche des niveaux au-dessous desquels la survie à long terme est fortement incertaine. La persistance de la diversité génétique pour les prochaines générations reste en conséquence liée à la survie des adultes et à une reprise du succès de la reproduction. ABSTRACT Capercaillie (Tetrao urogallus) is a large grouse that is continuously distributed across the tundra and the mid-high mountains of Western Europe. However, the populations in Western Europe have been showing a constant decline during the last decades. The causes for this decline are possibly related to human activities, such as cattle breeding and tourism that have both led to habitat modification and fragmentation. Unfortunately, populations that have undergone drastic demographic bottlenecks often go through genetic processes of inbreeding and loss of diversity that decrease their fitness and eventually lead to extinction. This thesis presents the investigations conducted to estimate the impact of the demographic decline of capercaillie populations on the extent and distribution of their genetic variability in the Jura and in the Pyrenees mountains. Because grouse are protected by wildlife legislation, and also because of the cryptic behaviour of capercaillie, all DNA material used in this study was extracted from faeces (non-invasive genetic sampling). In the first part of my thesis, I detail the protocols of DNA extraction and PCR amplification adapted from classical methods using conventional DNA-rich samples. The use of faecal DNA imposes specific constraints due to the low quantity and the highly degraded genetic material available. These constraints are partially overcome by performing multiple genotyping repetitions to obtain sufficient reliability. I also investigate the causes of DNA degradation in faeces. Among the main degraders, namely bacterial activity, spontaneous hydrolysis, and free-¬DNase activities, the latter was pointed out as the most important according to our experiments. These enzymes degrade DNA very rapidly, and, as a consequence, faeces sampling schemes must be planned preferably in cold and dry weather conditions, allowing for enzyme activity inhibition. The second part of the thesis is a simulation study aiming to assess the capacity of the software Structure to detect population structure in hierarchical models relevant to situations encountered in wild populations, using several genetic markers. The methods implemented in Structure appear efficient in detecting the highest hierarchical structure. The third and fourth parts of the thesis describe the population genetics status of the remaining Jura and Pyrenees populations using 11 microsatellite loci. In either of these populations, no inbreeding nor reduced genetic diversity was detected. Furthermore, the genetic differentiation between patches defined by habitat suitability remains moderate and correlated with geographical distance, suggesting that significant dispersion between patches was at work at least until the last generations. The comparison of diversity indicators with other species or other populations of capercaillie indicate that population in the Jura has retained a large part of its original genetic diversity. These results suggest that the recent decline has had so forth a moderate impact on• genetic factors and that these populations might have retained the potential for long term survival, if the decline is stopped. Finally, in the fifth part, the analysis of relatedness between males participating in the reproduction parade, or lek, indicate that capercaillie males, like has been shown for some other grouse species, gather on leks• among individuals that are more related than the average of the population. This pattern appears to be due to both population structure and kin-association. As a conclusion, this first study relying exclusively on nuclear DNA extracted from faeces has provided novel information that was not available through field observation or classical genetic sampling. No bird has been captured or disturbed, and the results are consistent with other studies of closely related species. However, the size of these populations is approaching thresholds below which long-term survival is unlikely. The persistence of genetic diversity for the forthcoming generations remains therefore bond to adult survival and to the increase of reproduction success.

Linking landscape- and population ecology for large population management modelling: the case of Ibex (capra ibex) in Switzerland

La biologie de la conservation est communément associée à la protection de petites populations menacées d?extinction. Pourtant, il peut également être nécessaire de soumettre à gestion des populations surabondantes ou susceptibles d?une trop grande expansion, dans le but de prévenir les effets néfastes de la surpopulation. Du fait des différences tant quantitatives que qualitatives entre protection des petites populations et contrôle des grandes, il est nécessaire de disposer de modèles et de méthodes distinctes. L?objectif de ce travail a été de développer des modèles prédictifs de la dynamique des grandes populations, ainsi que des logiciels permettant de calculer les paramètres de ces modèles et de tester des scénarios de gestion. Le cas du Bouquetin des Alpes (Capra ibex ibex) - en forte expansion en Suisse depuis sa réintroduction au début du XXème siècle - servit d?exemple. Cette tâche fut accomplie en trois étapes : En premier lieu, un modèle de dynamique locale, spécifique au Bouquetin, fut développé : le modèle sous-jacent - structuré en classes d?âge et de sexe - est basé sur une matrice de Leslie à laquelle ont été ajoutées la densité-dépendance, la stochasticité environnementale et la chasse de régulation. Ce modèle fut implémenté dans un logiciel d?aide à la gestion - nommé SIM-Ibex - permettant la maintenance de données de recensements, l?estimation automatisée des paramètres, ainsi que l?ajustement et la simulation de stratégies de régulation. Mais la dynamique d?une population est influencée non seulement par des facteurs démographiques, mais aussi par la dispersion et la colonisation de nouveaux espaces. Il est donc nécessaire de pouvoir modéliser tant la qualité de l?habitat que les obstacles à la dispersion. Une collection de logiciels - nommée Biomapper - fut donc développée. Son module central est basé sur l?Analyse Factorielle de la Niche Ecologique (ENFA) dont le principe est de calculer des facteurs de marginalité et de spécialisation de la niche écologique à partir de prédicteurs environnementaux et de données d?observation de l?espèce. Tous les modules de Biomapper sont liés aux Systèmes d?Information Géographiques (SIG) ; ils couvrent toutes les opérations d?importation des données, préparation des prédicteurs, ENFA et calcul de la carte de qualité d?habitat, validation et traitement des résultats ; un module permet également de cartographier les barrières et les corridors de dispersion. Le domaine d?application de l?ENFA fut exploré par le biais d?une distribution d?espèce virtuelle. La comparaison à une méthode couramment utilisée pour construire des cartes de qualité d?habitat, le Modèle Linéaire Généralisé (GLM), montra qu?elle était particulièrement adaptée pour les espèces cryptiques ou en cours d?expansion. Les informations sur la démographie et le paysage furent finalement fusionnées en un modèle global. Une approche basée sur un automate cellulaire fut choisie, tant pour satisfaire aux contraintes du réalisme de la modélisation du paysage qu?à celles imposées par les grandes populations : la zone d?étude est modélisée par un pavage de cellules hexagonales, chacune caractérisée par des propriétés - une capacité de soutien et six taux d?imperméabilité quantifiant les échanges entre cellules adjacentes - et une variable, la densité de la population. Cette dernière varie en fonction de la reproduction et de la survie locale, ainsi que de la dispersion, sous l?influence de la densité-dépendance et de la stochasticité. Un logiciel - nommé HexaSpace - fut développé pour accomplir deux fonctions : 1° Calibrer l?automate sur la base de modèles de dynamique (par ex. calculés par SIM-Ibex) et d?une carte de qualité d?habitat (par ex. calculée par Biomapper). 2° Faire tourner des simulations. Il permet d?étudier l?expansion d?une espèce envahisseuse dans un paysage complexe composé de zones de qualité diverses et comportant des obstacles à la dispersion. Ce modèle fut appliqué à l?histoire de la réintroduction du Bouquetin dans les Alpes bernoises (Suisse). SIM-Ibex est actuellement utilisé par les gestionnaires de la faune et par les inspecteurs du gouvernement pour préparer et contrôler les plans de tir. Biomapper a été appliqué à plusieurs espèces (tant végétales qu?animales) à travers le Monde. De même, même si HexaSpace fut initialement conçu pour des espèces animales terrestres, il pourrait aisément être étndu à la propagation de plantes ou à la dispersion d?animaux volants. Ces logiciels étant conçus pour, à partir de données brutes, construire un modèle réaliste complexe, et du fait qu?ils sont dotés d?une interface d?utilisation intuitive, ils sont susceptibles de nombreuses applications en biologie de la conservation. En outre, ces approches peuvent également s?appliquer à des questions théoriques dans les domaines de l?écologie des populations et du paysage.<br/><br/>Conservation biology is commonly associated to small and endangered population protection. Nevertheless, large or potentially large populations may also need human management to prevent negative effects of overpopulation. As there are both qualitative and quantitative differences between small population protection and large population controlling, distinct methods and models are needed. The aim of this work was to develop theoretical models to predict large population dynamics, as well as computer tools to assess the parameters of these models and to test management scenarios. The alpine Ibex (Capra ibex ibex) - which experienced a spectacular increase since its reintroduction in Switzerland at the beginning of the 20th century - was used as paradigm species. This task was achieved in three steps: A local population dynamics model was first developed specifically for Ibex: the underlying age- and sex-structured model is based on a Leslie matrix approach with addition of density-dependence, environmental stochasticity and culling. This model was implemented into a management-support software - named SIM-Ibex - allowing census data maintenance, parameter automated assessment and culling strategies tuning and simulating. However population dynamics is driven not only by demographic factors, but also by dispersal and colonisation of new areas. Habitat suitability and obstacles modelling had therefore to be addressed. Thus, a software package - named Biomapper - was developed. Its central module is based on the Ecological Niche Factor Analysis (ENFA) whose principle is to compute niche marginality and specialisation factors from a set of environmental predictors and species presence data. All Biomapper modules are linked to Geographic Information Systems (GIS); they cover all operations of data importation, predictor preparation, ENFA and habitat suitability map computation, results validation and further processing; a module also allows mapping of dispersal barriers and corridors. ENFA application domain was then explored by means of a simulated species distribution. It was compared to a common habitat suitability assessing method, the Generalised Linear Model (GLM), and was proven better suited for spreading or cryptic species. Demography and landscape informations were finally merged into a global model. To cope with landscape realism and technical constraints of large population modelling, a cellular automaton approach was chosen: the study area is modelled by a lattice of hexagonal cells, each one characterised by a few fixed properties - a carrying capacity and six impermeability rates quantifying exchanges between adjacent cells - and one variable, population density. The later varies according to local reproduction/survival and dispersal dynamics, modified by density-dependence and stochasticity. A software - named HexaSpace - was developed, which achieves two functions: 1° Calibrating the automaton on the base of local population dynamics models (e.g., computed by SIM-Ibex) and a habitat suitability map (e.g. computed by Biomapper). 2° Running simulations. It allows studying the spreading of an invading species across a complex landscape made of variously suitable areas and dispersal barriers. This model was applied to the history of Ibex reintroduction in Bernese Alps (Switzerland). SIM-Ibex is now used by governmental wildlife managers to prepare and verify culling plans. Biomapper has been applied to several species (both plants and animals) all around the World. In the same way, whilst HexaSpace was originally designed for terrestrial animal species, it could be easily extended to model plant propagation or flying animals dispersal. As these softwares were designed to proceed from low-level data to build a complex realistic model and as they benefit from an intuitive user-interface, they may have many conservation applications. Moreover, theoretical questions in the fields of population and landscape ecology might also be addressed by these approaches.

Le principe de Locard est-il scientifique ? Ou analyse de la scientificité des principes fondamentaux de la criminalistique

Constatant que la jurisprudence américaine impose de questionner non plus seulement la méthodologie mais les principes mêmes qui gouvernent un corps de connaissance qualifié de scientifique, la criminalistique peut-elle prétendre à ce statut supérieur devant les tribunaux, ou doit-elle être considérée comme métaphysique sur la base de ses posits fondamentaux de Locard (principe d'échange de traces) et de Kirk (principe d'individualité) ? Une analyse historique et philosophique apprécie la pertinence des épistémologies logiques à reconnaître une science, et propose une démarche néo-expérimentaliste innovante pour le principe de Locard. L'analyse des résultats de quatre brigades de recherches départementales françaises (BRD), du Groupe des techniciens en investigations criminelles (GTIC) et du service d'identité judiciaire vaudois (SIJ VD) permettent de constater la potentialité du principe d'échange de traces, et d'en proposer des voies de maximalisation, préalable à un questionnement pertinent sur la nature scientifique de ce principe par la réfutation poppérienne.

Analysis of torque and speed ripple producing non-idealities of frequency converters in electric drives

Electric motors driven by adjustable-frequency converters may produce periodic excitation forces that can cause torque and speed ripple. Interaction with the driven mechanical system may cause undesirable vibrations that affect the system performance and lifetime. Direct drives in sensitive applications, such as elevators or paper machines, emphasize the importance of smooth torque production. This thesis analyses the non-idealities of frequencyconverters that produce speed and torque ripple in electric drives. The origin of low order harmonics in speed and torque is examined. It is shown how different current measurement error types affect the torque. As the application environment, direct torque control (DTC) method is applied to permanent magnet synchronous machines (PMSM). A simulation model to analyse the effect of the frequency converter non-idealities on the performance of the electric drives is created. Themodel enables to identify potential problems causing torque vibrations and possibly damaging oscillations in electrically driven machine systems. The model is capable of coupling with separate simulation software of complex mechanical loads. Furthermore, the simulation model of the frequency converter's control algorithm can be applied to control a real frequency converter. A commercial frequencyconverter with standard software, a permanent magnet axial flux synchronous motor and a DC motor as the load are used to detect the effect of current measurement errors on load torque. A method to reduce the speed and torque ripple by compensating the current measurement errors is introduced. The method is based on analysing the amplitude of a selected harmonic component of speed as a function oftime and selecting a suitable compensation alternative for the current error. The speed can be either measured or estimated, so the compensation method is applicable also for speed sensorless drives. The proposed compensation method is tested with a laboratory drive, which consists of commercial frequency converter hardware with self-made software and a prototype PMSM. The speed and torque rippleof the test drive are reduced by applying the compensation method. In addition to the direct torque controlled PMSM drives, the compensation method can also beapplied to other motor types and control methods.