Le rôle d’Akt dans la réponse cellulaire aux dommages à l’ADN induits par les ultraviolets dans les cellules de mélanomes humains

Le mélanome malin est l’un des cancers les plus mortels dont l’incidence continue à augmenter chaque année avec peu de traitement efficace à long terme. Il est causé et initié principalement par l’exposition excessive aux rayons ultraviolets engendrant des photoproduits hautement génotoxiques. Il est bien connu que la cascade de signalisation PI3K/Akt joue un rôle crucial dans la régulation des processus qui sont généralement dérégulés durant le développement tumoral comme la prolifération, le contrôle du cycle cellulaire et l’apoptose. Néanmoins, l’implication de cette voie moléculaire dans la réponse aux dommages à l’ADN est peu caractérisée. Chez les mammifères, trois isoformes de la protéine kinase Akt ont été identifiées: Akt1, Akt2 et Akt3. Bien qu’elles soient très homologues en termes de séquence, plusieurs études ont montré que ces isoformes ont des fonctions biologiques distinctes, et nous suggérons qu’elles puissent contribuer différemment à la régulation de la réponse génotoxique. Les objectifs de ce projet étaient de: (i) évaluer l’activation d’Akt dans les cellules de mélanomes (ii) déterminer l’impact de l’inhibition de cette activité sur la régulation de la réponse cellulaire aux UV (iii) vérifier si la perte d’expression de l’un ou de l’autre des isoformes d’Akt peut réguler la réponse aux UV. Nous avons démontré qu’Akt est transitoirement hyperactivée par phosphorylation suite aux irradiations UV dans les lignées cellulaires de mélanomes. Afin de déterminer l'importance de cette activation dans la réponse cellulaire aux UV, notre approche était de diminuer (i) la phosphorylation d’Akt par l’usage d’inhibiteurs pharmacologiques ou (ii) l’expression de chaque isoforme d’Akt par l’approche des ARN interférents. Nous avons montré que l’inhibition de la phosphorylation d’Akt amène à l’augmentation du taux de l’apoptose induit par les UV d’une manière isoforme spécifique, alors qu’elle n’a aucun effet sur la régulation de la voie de réparation par excision de nucléotides (NER), qui est la seule voie humaine pour éliminer les dommages à l’ADN induits par les UV. En somme, notre étude constitue un nouvel aspect qui permet de mieux comprendre les mécanismes moléculaires du développement de mélanomes malins suites aux irradiations ultraviolettes.

Étude de l’effet de la metformine sur la survie cellulaire et sur la réparation de l’ADN chez la levure

Jusqu’à présent, la metformine a principalement été employée comme médicament contrôlant l’hyperglycémie des personnes atteintes de diabète de type II. Des études épidémiologiques ont démontré que les personnes, prenant de la metformine, développent moins de cancers. Par exemple, la prise de metformine réduit respectivement de 78% et de 46% les chances de développer un cancer hépatique ou pancréatique. Récemment, il a été montré que la metformine permet de réduire le développement de tumeur au niveau de la peau, suite à l’exposition à des rayons UVB. Dans cette étude, j’ai démontré que la présence de metformine permet une meilleure survie de la levure Saccharomyces cerevisiae suite à l’exposition à des rayons UVC ou UVA. De plus, j’ai démontré que la présence de metformine augmente le recrutement de l’histone Htz1 à la chromatine. Pour une souche htz1Δ, le niveau de survie suite à l’exposition aux rayons UVA est considérablement diminué. Htz1 permet le recrutement de Rad14 au site de dommages à l’ADN faits par les rayons UV. Htz1 est donc important pour la détection de ces sites. Enfin, le recrutement nucléaire de Rad14 en présence de metformine a considérablement augmenté. En absence de Rad14, le niveau de survie suite à l’exposition aux rayons UVA diminue significativement. Donc, Htz1 et Rad14 sont deux protéines clés dans la protection contre les rayons UV apportés par la metformine. En conclusion, avec les différents résultats de cette étude, il est possible de dire que la metformine permet une forme de protection contre les rayons UVC et UVA.

Developmental, morphological, and behavioural plasticity in the reproductive strategies of stink bugs and their egg parasitoids

L’environnement façonne la physiologie, la morphologie et le comportement des organismes par l’entremise de processus écologiques et évolutifs complexes et multidimensionnels. Le succès reproducteur des animaux est déterminé par la valeur adaptative d’un phénotype dans un environnement en modification constante selon une échelle temporelle d’une à plusieurs générations. De plus, les phénotypes sont façonnés par l’environnement, ce qui entraine des modifications adaptatives des stratégies de reproduction tout en imposant des contraintes. Dans cette thèse, considérant des punaises et leurs parasitoïdes comme organismes modèles, j’ai investigué comment plusieurs types de plasticité peuvent interagir pour influencer la valeur adaptative, et comment la plasticité des stratégies de reproduction répond à plusieurs composantes des changements environnementaux (qualité de l’hôte, radiation ultraviolette, température, invasion biologique). Premièrement, j’ai comparé la réponse comportementale et de traits d’histoire de vie à la variation de taille corporelle chez le parasitoïde Telenomus podisi Ashmead (Hymenoptera : Platygastridae), démontrant que les normes de réaction des comportements étaient plus souvent positives que celles des traits d’histoires de vie. Ensuite, j’ai démontré que la punaise prédatrice Podisus maculiventris Say (Hemiptera : Pentatomidae) peut contrôler la couleur de ses œufs, et que la pigmentation des œufs protège les embryons du rayonnement ultraviolet; une composante d’une stratégie complexe de ponte qui a évoluée en réponse à une multitude de facteurs environnementaux. Puis, j’ai testé comment le stress thermique affectait la dynamique de la mémoire du parasitoïde Trissolcus basalis (Wollaston) (Hymenoptera : Platygastridae) lors de l’apprentissage de la fiabilité des traces chimiques laissées par son hôte. Ces expériences ont révélé que des températures hautes et basses prévenaient l’oubli, affectant ainsi l’allocation du temps passé par les parasitoïdes dans des agrégats d’hôtes contenant des traces chimiques. J’ai aussi développé un cadre théorique général pour classifier les effets de la température sur l’ensemble des aspects comportementaux des ectothermes, distinguant les contraintes des adaptations. Finalement, j’ai testé l’habileté d’un parasitoïde indigène (T. podisi) à exploiter les œufs d’un nouveau ravageur invasif en agriculture, Halyomorpha halys Stål (Hemiptera : Pentatomidae). Les résultats ont montré que T. podisi attaque les œufs de H. halys, mais qu’il ne peut s’y développer, indiquant que le ravageur invasif s’avère un « piège évolutif » pour ce parasitoïde. Cela pourrait indirectement bénéficier aux espèces indigènes de punaises en agissant comme un puits écologique de ressources (œufs) et de temps pour le parasitoïde. Ces résultats ont des implications importantes sur la réponse des insectes, incluant ceux impliqués dans les programmes de lutte biologique, face aux changements environnementaux.

Spatio-temporal Variability of Atmospheric Ozone over Indian Subcontinent and its Relation to Meteorological Parameters

Ozone present in the atmosphere not only absorbs the biologically harmful ultraviolet radiation but also is an important ingredient of the climate system. The radiative absorption properties of ozone make it a determining factor in the structure of the atmosphere. Ozone in the troposphere has many negative impacts on humans and other living beings. Another significant aspect is the absorption of outgoing infrared radiation by ozone thus acting as a greenhouse gas. The variability of ozone in the atmosphere involves many interconnections with the incoming and outgoing radiation, temperature circulation etc. Hence ozone forms an important part of chemistry-climate as well as radiative transfer models. This aspect also makes the quantification of ozone more important. The discovery of Antarctic ozone hole and the role of anthropogenic activities in causing it made it possible to plan and implement necessary preventive measures. Continuous monitoring of ozone is also necessary to identify the effect of these preventive steps. The reactions involving the formation and destruction of ozone are influenced significantly by the temperature fluctuations of the atmosphere. On the other hand the variations in ozone can change the temperature structure of the atmosphere. Indian subcontinent is a region having large weather and climate variability which is evident from the large interannual variability of monsoon system over the region. Nearly half of Indian region comprises the tropical region. Most of ozone is formed in the tropical region and transported to higher latitudes. The formation and transport of ozone can be influenced by changes in solar radiation and various atmospheric circulation features. Besides industrial activities and vehicular traffic is more due to its large population. This may give rise to an increase in the production of tropospheric ozone which is greenhouse gas. Hence it becomes necessary to monitor the atmospheric ozone over this region. This study probes into the spatial distribution and temporal evolution of ozone over Indian subcontinent and discusses the contributing atmospheric parameters.

Láser Excimer en Vitiligo. ¿Tratamiento efectivo y seguro para esta enfermedad? Revisión sistemática de la literatura

Introducción: El vitíligo es una enfermedad prevalente en nuestro medio con una prevalencia del 2% de la población mundial. Los síntomas de esta enfermedad son principalmente estéticos al manifestarse como máculas acrómicas, simétricas en las extremidades y en rostro donde genera la mayor estigmatización de los pacientes. Actualmente ningún tratamiento provee mejoría pronta y permanente de los síntomas. Objetivo: Determinar la efectividad del Láser Excimer 308 nm en el tratamiento del vitíligo por medio de una revisión sistemática de la literatura. Métodos: Búsqueda sistemática de ensayos clínicos y estudios cuasiexperimentales en las bases de datos más importantes acerca de la efectividad del Láser Excimer 308 nm en la repigmentación de los pacientes adultos con vitíligo. Se evaluó su calidad metodológica. Resultados: De 862 artículos encontrados se escogieron 40 artículos potenciales de los cuales dos fueron incluidos en esta revisión. El láser Excimer 308 nm como monoterapia presenta una pigmentación efectiva (≥50%) en 28.03% de las áreas tratadas, de los cuales 72.9% se localizaron en áreas sensibles a radiación ultravioleta y 27.02% en zonas no sensibles. Inicio de pigmentación a la sesión número 13 (un mes post inicio del tratamiento). El láser fue seguro y bien tolerado. Conclusión: La evidencia sugiere que el tratamiento con Láser Excimer 308 nm, como monoterapia, es una alternativa terapéutica para lograr repigmentación pronta de las máculas acrómicas del vitíligo en áreas sensibles a radiación ultravioleta. Deben considerarse estudios que evalúen combinaciones de fármacos y Láser en el tratamiento de vitíligo.

Niveles de vitamina d y prevalencia de déficit de vitamina d en mujeres postmenopáusicas mayores de 50 años en Bogotá

Objetivo: Describir los niveles de vitamina D y calcular prevalencia de déficit de vitamina D en mujeres postmenopáusicas mayores de 50 años que asisten a consulta de medicina general en una muestra en de la ciudad de Bogotá durante el periodo 2013-2014. Pacientes y métodos: Realizamos un estudio descriptivo para estimar el déficit de VD en mujeres postmenopáusicas entre 50 y 80 años en la ciudad de Bogotá y la prevalencia de hipovitaminosis D. Durante el periodo octubre 2013 a octubre 2014 se analizaron 320 muestras, se identificaron las características socio-demográficas, patológicas y la exposición a radiación ultravioleta de cada participante. Se realizó un análisis descriptivo de las variables, se estableció su asociación con el déficit de vitamina D su aporte estadístico con al mismo. Resultados :El promedio de edad en la muestra fue de 61 años y el promedio de edad en la que reportaron la ultima menstruación fue a los 43 años. Con respecto a las características socio-demográficas 50% de las mujeres pertenecieron a los estratos 3 y 4, únicamente 11% de los pacientes realizaron una carrera universitaria y 73% de la mujeres fueron amas de casa. Con respecto a los niveles de vitamina D, 81% de los pacientes presentaron niveles anormales y el promedio de 25(OH)D en la población estudio fue de 19,81ng/ml. Conclusión: La prevalencia de déficit de vitamina D en mujeres bogotanas postmenopáusicas es significativo. Se requiere incrementar la exposición solar o dar suplencia con vitamina D para disminuir el riesgo de fracturas.

Frecuencia de neoplasia escamosa de la superficie ocular coexistente con pterigio

Introducción: En la literatura, han aparecido reportes de neoplasia escamosa de superficie ocular (NESO) asociado con pterigio en un mismo paciente. Sin embargo, Colombia no cuenta con una estadística para ninguna de estas patologías. Objetivos: Determinar la frecuencia de NESO en pterigios resecados, en la Fundación Oftalmológica Nacional. Identificar factores de riesgo y características clínicas que predispongan a su aparición. Metodología: Estudio descriptivo de corte transversal. Se realizó una clasificación prequirúrgica y estudio histopatológico de los pterigios resecados en 93 pacientes, para confirmar su coexistencia con NESO. Se efectuó un análisis de frecuencias para datos demográficos y factores de riesgo asociados su aparición. Resultados: La frecuencia de NESO asociado a pterigio fue 7,07%. De estos, 28,5% identificados como sospechosos en la evaluación preoperatoria. La mayoría se presentaron en mujeres (71,4%), las ocupaciones con mayor frecuencia: labores domésticas (42,8%) y el comercio (28.5%). La exposición a derivados del petróleo y tabaquismo fue del 14,28%. No se presentaron casos asociados a infección por VIH. No hubo diferencias estadísticamente significativas sobre la presencia de NESO al comparar los casos en edad (p=0,8), procedencia (p=0,6) tabaquismo (p=0,4), leucoplaquia (p=1,0), queratinización (p=0,137), o vasos amputados (p=0,137). Conclusiones: De los pacientes con diagnóstico histopatológico de NESO, un porcentaje mínimo es sospechado clínicamente. Además se encontró este diagnóstico en pacientes más jóvenes que lo reportado en la literatura. Se recomienda realizar estudios con mayor número de pacientes para una mejor identificación de factores de riesgo. Palabras clave:

Towards closure between measured and modelled UV under clear skies at four diverse sites

The purpose of this work is determine the extent of closure between measurements and models of UV irradiances at diverse sites using state of the art instruments, models, and the best available data as inputs to the models. These include information about aerosol optical depth (unfortunately not extending down as far into the UVB region as desirable because such information is not generally available), ozone column amounts, as well as vertical profiles of temperature. We concentrate on clear-sky irradiances, and report the results in terms of UV Index (UVI)

Técnicas de reabilitação sem abertura de vala de redes de drenagem de águas residuais

O objectivo da presente dissertação consiste na apresentação de várias técnicas de reabilitação de redes de drenagem de águas residuais sem necessidade de abertura de vala. Para esse efeito efectuou-se um levantamento das técnicas de reabilitação de colectores sem abertura de vala actualmente existente no mercado, tendo-se identificado cinco técnicas diferentes, organizadas em dois grandes grupo: Técnicas de encamisamento (i.e., encamisamento pontual - «short liner» e contínuo com manga de fibras de feltro ou com manga de fibras de vidro) e técnicas de entubamento (i.e., entubamento simples - «sliplining» e com rebentamento por destruição da tubagem existente). As técnicas de reabilitação que foram desenvolvidas foram aplicadas a dois casos de estudo diferentes: um encamisamento contínuo com mangas de fibra de vidro (cura por radiação ultravioleta) para renovar o Emissário da Cadaveira, e um entubamento com rebentamento com tubos modelares pelo processo dinâmico, primeiro caso de entubamento realizado em Portugal para renovar um troço da rede de drenagem doméstica do novo Hospital de Cascais. A apresentação de casos de estudo foi fundamental para perceber o funcionamento das técnicas de reabilitação, e deu um aspecto técnico, essencial, a esta dissertação.

Diurnal cycle of land surface temperature in a desert encroachment zone as observed from satellites

Climate variability in the African Soudano-Sahel savanna zone has attracted much attention because of the persistence of anomalously low rainfall. Past efforts to monitor the climate of this region have focused on rainfall and vegetation conditions, while land surface temperature (LST) has received less attention. Remote sensing of LST is feasible and possible at global scale. Most remotely sensed estimates of LST are based on the National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) Advanced Very High Resolution Radiometer (AVHRR) that are limited in their ability to capture the full diurnal cycle. Although more frequent observations are available from past geostationary satellites, their spatial resolution is coarser than that of polar orbiting satellites. In this study, the improved capabilities of the Spinning Enhanced Visible and Infrared Imager (SEVIRI) on the METEOSAT Second Generation (MSG) instrument are used to remotely sense the LST in the African Soudano-Sahel savanna zone at a resolution of 3 km and 15 minutes. In support of the Radiative Atmospheric Divergence using the ARM Mobile Facility (AMF), GERB and AMMA Stations (RADAGAST) project, African Monsoon Multidisciplinary Analyses (AMMA) project and the Department of Energy's Atmospheric Radiation Measurement (ARM) program, the ARM Mobile Facility was deployed during 2006 in this climatically sensitive region, thereby providing a unique opportunity to evaluate remotely sensed algorithms for deriving LST.

Overview of observations from the RADAGAST experiment in Niamey, Niger: 2. Radiative fluxes and divergences

Broadband shortwave and longwave radiative fluxes observed both at the surface and from space during the Radiative Atmospheric Divergence using ARM Mobile Facility, GERB data and AMMA Stations (RADAGAST) experiment in Niamey, Niger, in 2006 are presented. The surface fluxes were measured by the Atmospheric Radiation Measurement (ARM) Program Mobile Facility (AMF) at Niamey airport, while the fluxes at the top of the atmosphere (TOA) are from the Geostationary Earth Radiation Budget (GERB) instrument on the Meteosat-8 satellite. The data are analyzed as daily averages, in order to minimize sampling differences between the surface and top of atmosphere instruments, while retaining the synoptic and seasonal changes that are the main focus of this study. A cloud mask is used to identify days with cloud versus those with predominantly clear skies. The influence of temperature, water vapor, aerosols, and clouds is investigated. Aerosols are ubiquitous throughout the year and have a significant impact on both the shortwave and longwave fluxes. The large and systematic seasonal changes in temperature and column integrated water vapor (CWV) through the dry and wet seasons are found to exert strong influences on the longwave fluxes. These influences are often in opposition to each other, because the highest temperatures occur at the end of the dry season when the CWV is lowest, while in the wet season the lowest temperatures are associated with the highest values of CWV. Apart from aerosols, the shortwave fluxes are also affected by clouds and by the seasonal changes in CWV. The fluxes are combined to provide estimates of the divergence of radiation across the atmosphere throughout 2006. The longwave divergence shows a relatively small variation through the year, because of a partial compensation between the seasonal variations in the outgoing longwave radiation (OLR) and surface net longwave radiation. A simple model of the greenhouse effect is used to interpret this result in terms of the dependence of the normalized greenhouse effect at the TOA and of the effective emissivity of the atmosphere at the surface on the CWV. It is shown that, as the CWV increases, the atmosphere loses longwave energy to the surface with about the same increasing efficiency with which it traps the OLR. When combined with the changes in temperature, this maintains the atmospheric longwave divergence within the narrow range that is observed. The shortwave divergence is mainly determined by the CWV and aerosol loadings and the effect of clouds is much smaller than on the component fluxes.

Cloud optical depth retrievals from the Aerosol Robotic Network (AERONET) cloud mode observations

Cloud optical depth is one of the most poorly observed climate variables. The new “cloud mode” capability in the Aerosol Robotic Network (AERONET) will inexpensively yet dramatically increase cloud optical depth observations in both number and accuracy. Cloud mode optical depth retrievals from AERONET were evaluated at the Atmospheric Radiation Measurement program’s Oklahoma site in sky conditions ranging from broken clouds to overcast. For overcast cases, the 1.5 min average AERONET cloud mode optical depths agreed to within 15% of those from a standard ground‐based flux method. For broken cloud cases, AERONET retrievals also captured rapid variations detected by the microwave radiometer. For 3 year climatology derived from all nonprecipitating clouds, AERONET monthly mean cloud optical depths are generally larger than cloud radar retrievals because of the current cloud mode observation strategy that is biased toward measurements of optically thick clouds. This study has demonstrated a new way to enhance the existing AERONET infrastructure to observe cloud optical properties on a global scale.

Spectrally-invariant behavior of zenith radiance around cloud edges simulated by radiative transfer

In a previous paper, we discovered a surprising spectrally-invariant relationship in shortwave spectrometer observations taken by the Atmospheric Radiation Measurement (ARM) program. The relationship suggests that the shortwave spectrum near cloud edges can be determined by a linear combination of zenith radiance spectra of the cloudy and clear regions. Here, using radiative transfer simulations, we study the sensitivity of this relationship to the properties of aerosols and clouds, to the underlying surface type, and to the finite field-of-view (FOV) of the spectrometer. Overall, the relationship is mostly sensitive to cloud properties and has little sensitivity to other factors. At visible wavelengths, the relationship primarily depends on cloud optical depth regardless of cloud phase function, thermodynamic phase and drop size. At water-absorbing wavelengths, the slope of the relationship depends primarily on cloud optical depth; the intercept, by contrast, depends primarily on cloud absorbing and scattering properties, suggesting a new retrieval method for cloud drop effective radius. These results suggest that the spectrally-invariant relationship can be used to infer cloud properties near cloud edges even with insufficient or no knowledge about spectral surface albedo and aerosol properties.

An assessment of aerosol‐cloud interactions in marine stratus clouds based on surface remote sensing

An assessment of aerosol-cloud interactions (ACI) from ground-based remote sensing under coastal stratiform clouds is presented. The assessment utilizes a long-term, high temporal resolution data set from the Atmospheric Radiation Measurement (ARM) Program deployment at Pt. Reyes, California, United States, in 2005 to provide statistically robust measures of ACI and to characterize the variability of the measures based on variability in environmental conditions and observational approaches. The average ACIN (= dlnNd/dlna, the change in cloud drop number concentration with aerosol concentration) is 0.48, within a physically plausible range of 0–1.0. Values vary between 0.18 and 0.69 with dependence on (1) the assumption of constant cloud liquid water path (LWP), (2) the relative value of cloud LWP, (3) methods for retrieving Nd, (4) aerosol size distribution, (5) updraft velocity, and (6) the scale and resolution of observations. The sensitivity of the local, diurnally averaged radiative forcing to this variability in ACIN values, assuming an aerosol perturbation of 500 c-3 relative to a background concentration of 100 cm-3, ranges betwee-4 and -9 W -2. Further characterization of ACI and its variability is required to reduce uncertainties in global radiative forcing estimates.

Remote sensing of cloud properties using ground-based measurements of zenith radiance

We have conducted the first extensive field test of two new methods to retrieve optical properties for overhead clouds that range from patchy to overcast. The methods use measurements of zenith radiance at 673 and 870 nm wavelengths and require the presence of green vegetation in the surrounding area. The test was conducted at the Atmospheric Radiation Measurement Program Oklahoma site during September–November 2004. These methods work because at 673 nm (red) and 870 nm (near infrared (NIR)), clouds have nearly identical optical properties, while vegetated surfaces reflect quite differently. The first method, dubbed REDvsNIR, retrieves not only cloud optical depth τ but also radiative cloud fraction. Because of the 1-s time resolution of our radiance measurements, we are able for the first time to capture changes in cloud optical properties at the natural timescale of cloud evolution. We compared values of τ retrieved by REDvsNIR to those retrieved from downward shortwave fluxes and from microwave brightness temperatures. The flux method generally underestimates τ relative to the REDvsNIR method. Even for overcast but inhomogeneous clouds, differences between REDvsNIR and the flux method can be as large as 50%. In addition, REDvsNIR agreed to better than 15% with the microwave method for both overcast and broken clouds. The second method, dubbed COUPLED, retrieves τ by combining zenith radiances with fluxes. While extra information from fluxes was expected to improve retrievals, this is not always the case. In general, however, the COUPLED and REDvsNIR methods retrieve τ to within 15% of each other.