Comparative developmental and susceptibility to insecticide of Bolivian and Brazilian populations of Triatoma infestans

The triatomine bug Triatoma infestans probably originated in Bolivia and dispersed passively over wide areas of South America, where it is the principal vector of Trypanosoma cruzi. In the region of its probable origin this species shows colonization in two different ecotopes, so that it may be encountered in sylvatic as well as in artificial habitats. The sylvatic colonization pattern is not observed in the rest of its range, where T. infestans is exclusive to man-made habitats. The objective of this study was to compare several aspects of two T. infestans populations, one from Minas Gerais (Brazil) and the other from the Cochabamba Valley (Bolivia), with a view to elucidate the factors associated with the different colonization patterns observed for this species. The differences between the developmental cycle, weight, capacity to ingest blood and mortality rate of first instar nymphs should indicate more fragility of Brazilian population that may be related to its elimination possibility.

Developmental and pathological lymphangiogenesis: from models to human disease.

The lymphatic vascular system, the body's second vascular system present in vertebrates, has emerged in recent years as a crucial player in normal and pathological processes. It participates in the maintenance of normal tissue fluid balance, the immune functions of cellular and antigen trafficking and absorption of fatty acids and lipid-soluble vitamins in the gut. Recent scientific discoveries have highlighted the role of lymphatic system in a number of pathologic conditions, including lymphedema, inflammatory diseases, and tumor metastasis. Development of genetically modified animal models, identification of lymphatic endothelial specific markers and regulators coupled with technological advances such as high-resolution imaging and genome-wide approaches have been instrumental in understanding the major steps controlling growth and remodeling of lymphatic vessels. This review highlights the recent insights and developments in the field of lymphatic vascular biology.

Clustering of Schistosoma mansoni mRNA sequences and analysis of the most transcribed genes: implications in metabolism and biology of different developmental stages

The study of the Schistosoma mansoni genome, one of the etiologic agents of human schistosomiasis, is essential for a better understanding of the biology and development of this parasite. In order to get an overview of all S. mansoni catalogued gene sequences, we performed a clustering analysis of the parasite mRNA sequences available in public databases. This was made using softwares PHRAP and CAP3. The consensus sequences, generated after the alignment of cluster constituent sequences, allowed the identification by database homology searches of the most expressed genes in the worm. We analyzed these genes and looked for a correlation between their high expression and parasite metabolism and biology. We observed that the majority of these genes is related to the maintenance of basic cell functions, encoding genes whose products are related to the cytoskeleton, intracellular transport and energy metabolism. Evidences are presented here that genes for aerobic energy metabolism are expressed in all the developmental stages analyzed. Some of the most expressed genes could not be identified by homology searches and may have some specific functions in the parasite.

Expression and developmental regulation of Ehk-1, a neuronal Elk-like receptor tyrosine kinase in brain.

Protein tyrosine kinases are pivotal in central nervous tissue development and maintenance. Here we focus on the expression of Ehk-1, a novel Elk-related receptor tyrosine kinase. Ehk-1 gene expression is observed in the developing and adult central nervous system and is highly regulated throughout development at both the messenger RNA and protein levels. Three messenger RNA transcripts of 8.5, 5.9 and 5.1 kb are detectable in the rat brain and a variety of splice possibilities have been identified. However, a major protein species of around M(r) 120,000 predominates throughout development. Ehk-1 messenger RNA and protein levels are highest in the first postnatal week. By in situ messenger RNA hybridization the gene is expressed by all neurons of the adult brain, but mostly in the hippocampus, cerebral cortex and large neurons of the deep cerebellar nuclei, as well as the Purkinje and granular cells of the cerebellum. At earlier stages of development, transcripts are most prominent in the periventricular germinal layers of the brain. Immunohistochemistry reveals a pronounced membrane associated protein expression in immature neurons. In the adult animal, peak reactivity was found in the neuropil with sparing of most perikarya. The spatial and temporal pattern of ehk-1 gene expression suggests a role in both the development and maintenance of differentiated neurons of the central nervous system.

Immune monitoring design within the developmental pipeline for an immunotherapeutic or preventive vaccine

Immunotherapy is defined as the treatment of disease by inducing, enhancing, or suppressing an immune response, whereas preventive vaccination is intended to prevent the development of diseases in healthy subjects. Most successful prophylactic vaccines rely on the induction of high titers of neutralizing antibodies. It is generally thought that therapeutic vaccination requires induction of robust T-cell mediated immunity. The diverse array of potential or already in use immunotherapeutic and preventive agents all share the commonality of stimulating the immune system. Hence, measuring those vaccination-induced immune responses gives the earliest indication of vaccine take and its immune modulating effects.

Developmental and Anatomical Constraints on Vertebrate Genome Evolution

Pendant ma thèse de doctorat, j'ai utilisé des espèces modèles, comme la souris et le poisson-zèbre, pour étudier les facteurs qui affectent l'évolution des gènes et leur expression. Plus précisément, j'ai montré que l'anatomie et le développement sont des facteurs clés à prendre en compte, car ils influencent la vitesse d'évolution de la séquence des gènes, l'impact sur eux de mutations (i.e. la délétion du gène est-elle létale ?), et leur tendance à se dupliquer. Où et quand il est exprimé impose à un gène certaines contraintes ou au contraire lui donne des opportunités d'évoluer. J'ai pu comparer ces tendances aux modèles classiques d'évolution de la morphologie, que l'on pensait auparavant refléter directement les contraintes s'appliquant sur le génome. Nous avons montré que les contraintes entre ces deux niveaux d'organisation ne peuvent pas être transférées simplement : il n'y a pas de lien direct entre la conservation du génotype et celle de phénotypes comme la morphologie. Ce travail a été possible grâce au développement d'outils bioinformatiques. Notamment, j'ai travaillé sur le développement de la base de données Bgee, qui a pour but de comparer l'expression des gènes entre différentes espèces de manière automatique et à large échelle. Cela implique une formalisation de l'anatomie, du développement et de concepts liés à l'homologie grâce à l'utilisation d'ontologies. Une intégration cohérente de données d'expression hétérogènes (puces à ADN, marqueurs de séquence exprimée, hybridations in situ) a aussi été nécessaire. Cette base de données est mise à jour régulièrement et disponible librement. Elle devrait contribuer à étendre les possibilités de comparaison de l'expression des gènes entre espèces pour des études d'évo-devo (évolution du développement) et de génomique. During my PhD, I used model species of vertebrates, such as mouse and zebrafish, to study factors affecting the evolution of genes and their expression. More precisely I have shown that anatomy and development are key factors to take into account, influencing the rate of gene sequence evolution, the impact of mutations (i.e. is the deletion of a gene lethal?), and the propensity of a gene to duplicate. Where and when genes are expressed imposes constraints, or on the contrary leaves them some opportunity to evolve. We analyzed these patterns in relation to classical models of morphological evolution in vertebrates, which were previously thought to directly reflect constraints on the genomes. We showed that the patterns of evolution at these two levels of organization do not translate smoothly: there is no direct link between the conservation of genotype and phenotypes such as morphology. This work was made possible by the development of bioinformatics tools. Notably, I worked on the development of the database Bgee, which aims at comparing gene expression between different species in an automated and large-scale way. This involves the formalization of anatomy, development, and concepts related to homology, through the use of ontologies. A coherent integration of heterogeneous expression data (microarray, expressed sequence tags, in situ hybridizations) is also required. This database is regularly updated and freely available. It should contribute to extend the possibilities for comparison of gene expression between species in evo-devo and genomics studies.

Amphetamines for Attention Deficit Hyperactivity Disorder (ADHD) in adults.

Attention Deficit Hyperactivity Disorder (ADHD) is a childhood onset psychiatric disorder that can persist into adulthood in up to 50% of patients. From a clinical point of view, ADHD is characterized by hyperactivity, mood instability, irritability, difficulties in maintaining attention, lack of organization and impulsive behaviours. The presence of other disorders occurring at the the same time is also common, especially mood disorders and substance abuse. It seems that amphetamines could reverse the underlying neurological problems that feature in ADHD, and so improve ADHD symptoms. We found seven studies, which enrolled 1091 patients. These studies compared amphetamines to placebo and three of them also compared amphetamines with other drugs: guanfacine, modafinil and paroxetine. Three amphetamine derivatives were investigated: dexamphetamine, lisdexamphetamine and mixed amphetamine salts (MAS). Treatment length ranged from two to 20 weeks. All amphetamines improved ADHD symptoms but overall they did not make people more likely to stay in treatment and were associated with a higher risk of treatment ending early due to adverse events. One type of amphetamine, mixed amphetamine salts, did, however, increase retention in treatment. We found no evidence that higher doses worked better than lower ones. We did not find any difference in effectiveness between immediate-release and sustained-release formulations. Therefore, it appears that short-term treatment with amphetamines reduces ADHD symptoms, but studies assessing the effects of amphetamines for longer periods of time are needed.This resource was contributed by The National Documentation Centre on Drug Use.

Redox dysregulation in schizophrenia : implication for oligodendrocyte maturation and structural connectivity

Schizophrenia, which results from an interaction between gene and environmental factors, is a psychiatric disorder characterized by reality distortion. The clinical symptoms, which are generally diagnosed in late adolescence or early adulthood, partly derive from altered brain connectivity especially in prefrontal cortex. Disruption of neuronal networks implies oligodendrocyte and myelin abnormalities in schizophrenia pathophysiology. The mechanisms of these impairments are still unclear. Converging evidences indicate a role of redox dysregulation, generated by an imbalance between pro-oxidants and antioxidant defense mechanisms, in the development of schizophrenia pathophysiology. In particular, genetic and biochemical data indicate impaired synthesis of glutathione, the main cellular antioxidant and redox regulator. As oligodendrocyte maturation is dependent on redox state, we evaluated whether abnormal redox control could contribute to oligodendrocyte and myelin impairments in schizophrenia. We found that glutathione in prefrontal cortex of early psychosis patients and control subjects positively correlated with white matter integrity. We then further explored the interplay between glutathione and myelin using a translational approach. Our data showed that in mice with genetically impaired glutathione synthesis, oligodendrocyte late maturation as well as myelination was delayed in the anterior cingulate cortex. Specifically, oligodendrocyte number and myelin levels were lowered at peripubertal age, coincident in time with the peak of myelin- related gene expression during normal brain development. These data suggest that early adolescence is a vulnerable developmental period during which an adequate redox control is required for oligodendrocyte maturation and active myelination process. Consistently, oxidative stress mediated by psychosocial stress also delayed myelination in peripubertal mice. At cellular levels, impaired glutathione synthesis altered oligodendrocyte development at several levels. Using oligodendrocyte progenitor cells cultures, our data showed that glutathione deficiency was associated with (i) cell cycle arrest and a reduction in oligodendrocyte proliferation, and (ii) an impairment in oligodendrocyte maturation. Abnormal oligodendrocyte proliferation was mediated by upregulation of Fyn kinase activity. Consistently, under oxidative stress conditions, we observed abnormal regulation of Fyn kinase in fibroblasts of patients deficient in glutathione synthesis. Together, our data support that a redox dysregulation due to glutathione deficit could underlie myelination impairment in schizophrenia, possibly mediated by dysregulated Fyn pathway. Better characterization of Fyn mechanisms would pave the way towards new drug targets. -- La schizophrénie est une maladie psychiatrique qui se définit par une distorsion de la perception de la réalité. Les symptômes cliniques sont généralement diagnostiqués durant l'adolescence ou au début de l'âge adulte et proviennent de troubles de la connectivité, principalement au niveau du cortex préfrontal. Les dysfonctionnements des réseaux neuronaux impliquent des anomalies au niveau des oligodendrocytes et de la myéline dans la pathophysiologie de la schizophrénie. Les mécanismes responsables des ces altérations restent encore mal compris. Dans le développement de la schizophrénie, des évidences mettent en avant un rôle de la dérégulation rédox, traduit par un déséquilibre entre facteurs pro-oxydants et défenses antioxydantes. Des données génétiques et biochimiques indiquent notamment un défaut de la synthèse du glutathion, le principal antioxydant et rédox régulateur des cellules. Etant donné que la maturation des oligodendrocytes est dépendante de l'état rédox, nous avons regardé si une dérégulation rédox contribue aux anomalies de la myéline dans le cadre de la schizophrénie. Dans le cortex préfrontal des sujets contrôles et des patients en phase précoce de psychose, nous avons montré que le glutathion était positivement associé à l'intégrité de matière blanche. Afin d'explorer plus en détail la relation entre le glutathion et la myéline, nous avons mené une étude translationnelle. Nos résultats ont montré que des souris ayant un déficit de la synthèse du glutathion présentaient un retard dans les processus de maturation des oligodendrocytes et de la myélinisation dans le cortex cingulaire antérieure. Plus précisément, le nombre d'oligodendrocytes et le taux de myéline étaient uniquement diminués durant la période péripubertaire. Cette même période correspond au pic de l'expression des gènes en lien avec la myéline. Ces données soulignent le fait que l'adolescence est une période du développement particulièrement sensible durant laquelle un contrôle adéquat de l'état rédox est nécessaire aux processus de maturation des oligodendrocytes et de myélinisation. Ceci est en accord avec la diminution de myéline observée suite à un stress oxydatif généré par un stress psychosocial. Au niveau cellulaire, un déficit du glutathion affecte le développement des oligodendrocytes à différents stades. En effet, dans des cultures de progéniteurs d'oligodendrocytes, nos résultats montrent qu'une réduction du taux de glutathion était associée à (i) un arrêt du cycle cellulaire ainsi qu'une diminution de la prolifération des oligodendrocytes, et à (ii) des dysfonctionnements de la maturation des oligodendrocytes. Par ailleurs, au niveau moléculaire, les perturbations de la prolifération étaient générées par une augmentation de l'activité de la kinase Fyn. Ceci est en accord avec la dérégulation de Fyn observée dans les fibroblastes de patients ayant une déficience en synthèse du glutathion en condition de stress oxydatif. Les résultats de cette thèse soulignent qu'une dérégulation rédox induite par un déficit en glutathion peut contribuer aux anomalies des oligodendrocytes et de la myéline via le dysfonctionnement des voies de signalisation Fyn. Une recherche plus avancée de l'implication de Fyn dans la maladie pourrait ouvrir la voie à de nouvelles cibles thérapeutiques.

Patterns of recovery following focal hemispheric lesions : relationship between lasting deficit and damage to specialized networks

Rapport de synthèse : Objectif : Les déficits cognitifs présents dans la phase aiguë d'une lésion hémisphérique focale ont tendance à être de nature plus importante et plus générale que les déficits résiduels qui persistent dans la phase chronique de récupération. Nous avons investigué, dans le cadre de ce travail, les modèles de récupération auditive et la relation qui se dessine entre les déficits et les dommages relatifs à des réseaux spécifiques, pris comme modèle cognitif des fonctions auditives. De nombreuses études humaines dans les domaines de la neuropsychologie, de la psychophysique ainsi que des études d'activation suggèrent que les processus de reconnaissance et de localisation sonores sont effectués par l'intermédiaire de réseaux distincts tant sur le plan anatomique que fonctionnel : il s'agit des zones de traitement du «What» et du «Where », qui sont toutes deux présentes dans les deux hémisphères. Des études ont démontré que des lésions hémisphériques focales gauches ou droites, centrées sur ces réseaux, sont associées dans la phase chronique de récupération à des déficits correspondant en ce qui concerne la reconnaissance et/ou la localisation sonore. Méthode : Dans le cadre de ce travail, nous avons analysé les résultats concernant les performances auditives chez 24 patients ayant subi des lésions hémisphériques focales avec déficits secondaires dans des tâches de reconnaissance, de localisation et/ou de perception du mouvement sonore lors d'un premier testing effectué en phase aiguë (9 patients), en phase subaiguë (6 patients) ou en phase chronique précoce (9 patients). La totalité de ces patients ont bénéficié d'un second testing en phase chronique. Les observations effectuées ont servi à l'élaboration de patterns de récupération auditive. Résultats : Tous les 24 patients avaient initialement un déficit dans le domaine de la localisation et/ou de la perception du mouvement sonore. Dans la phase aiguë, ce déficit survenait sans atteinte spécifique du réseau «Where » chez presque la moitié des patients ; en revanche, cette situation n'était jamais observée chez les patients testés en phase chronique précoce. Une absence de récupération avait tendance à être associée à un dommage spécifique au réseau concerné ainsi qu'à la persistance d'un déficit au-delà de la phase aiguë. Les déficits résiduels n'étaient par ailleurs pas strictement en lien avec la taille lésionnelle ou l'étendue de l'atteinte du réseau spécifique. Conclusion : Nos résultats suggèrent que des mécanismes distincts sous-tendent la récupération et la plasticité à différentes périodes temporelles post-lésionnelles.