MOLECULAR REORGANIZATION FOLLOWING SENSORY STIMULATION IN THE ADULT MOUSE BARREL CORTEX

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

Médecine d'urgence [Emergency medicine: update 2009].

Emergency medicine is a cross-discipline characterized by its ability to identify critical threats, as well as its ability to prioritize investigations and identify appropriate treatments. Recent publications have been published on upper gastrointestinal haemorrhage, elbow fracture or brain haemorrhage, to optimize and standardize the investigations. In parallel, conditions such as cardiopulmonary arrest, spontaneous pneumothorax or stroke, benefit from recent therapeutic advances. However, emergency physicians and primary care physicians must remain critical of the numerous medical publications, as evidenced by the contradictory results concerning the interaction between proton pump inhibitors and clopidogrel.

Psychoped, un programme d'entraînement des compétences sociales pour patients psychiatriques chroniques

Dans le domaine de la réhabilitation psycho-sociale de patients psychiatriques chroniques, l'utilité de l'entraînement des compétences sociales est bien connue. Elaboré et expérimenté dans le cadre de l'Unité de réhabilitation du Département universitaire de psychiatrie adulte de Lausanne, le programme de thérapie cognitive et comportementale intitulé Psychoped est une tentative d'intégration face à un champ qui tend à se diversifier. Psychoped comprend six modules thérapeutiques indépendants, pratiqués en groupe, sélectionnés dans l'offre actuelle des modules de réhabilitation, en particulier ceux développés par Libermann et Brenner. Sa modularité permet de le coordonner à l'éventail des soins déjà existants et d'en individualiser les contenus selon les caractéristiques des patients. La structure et le contenu de ce programme sont présentés de manière synthétique. <Auteurs>

Rôle et mécanisme d'action de la metformine et du telmisartan sur la régulation de la prise alimentaire

Dans ce travail de thèse, nous avons étudié les mécanismes d'action de deux médicaments connus pour diminuer la prise alimentaire et pondérale : la metformine et le telmisartan. Nous avons dans un premier temps étudié les effets de la metformine, un antidiabétique oral connu pour avoir des effets anorexigènes. Les mécanismes hypothalamiques potentiellement impliqués dans la modulation de la prise alimentaire par la metformine ont été étudiés dans trois groupes de rats : un groupe de rats obèses (DIO), un groupe de rats résistants à l'obésité (DR) ainsi qu'un groupe contrôle. A la fin de la période de prise pondérale de six mois, les rats DIO avaient des taux d'ARNm de NPY hypothalamique plus élevés que leurs congénères résistants et contrôles. Chez les DIO ainsi que chez les DR un traitement par metformine induit une baisse significative de la prise alimentaire accompagnée par une baisse du poids. Nous avons pu d'autre part constater que la perte de poids obtenue par un traitement de metformine était corrélée aux taux circulants de leptine avant le traitement. Cet effet s'accompagne d'une augmentation de l'expression du récepteur ObRb au niveau hypothalamique. Dans un second temps, nous avons étudié les effets du telmisartan, un inhibiteur du récepteur à l'angiotensine II ayant une activité agoniste partielle PPARγ. L'influence du telmisartan associé à la pioglitazone sur la prise alimentaire et pondérale a été examinée en étudiant leur effet sur les neuropeptides hypothalamiques responsables du contrôle de la prise alimentaire. Quatre groupes de souris soumises à un régime riche en graisse ont été formés : un groupe placebo, un groupe pioglitazone, un groupe telmisartan et un groupe pioglitazone-telmisartan. Le telmisartan a aboli la prise pondérale induite par une diète riche en graisse ou par un traitement de pioglitazone. Cette diminution était corrélée à une baisse de la prise alimentaire et de l'expression hypothalamique d'AgRP. Cette étude confirme donc les effets anorexigènes du telmisartan et démontre pour la première fois le rôle fonctionnel du telmisartan sur l'expression hypothalamique d'AgRP. English Abstract : In this work, we investigated the effect of two drugs known to have interessants effects on food intake and body weight. First we investigated the hypothalamic mechanisms potentially implicated in the modulation of feeding by the glucose-lowering drug metformin in three different groups of animals: diet-induced obese (DIO) and diet-resistant (DR) male rats as well as lean controls (CT). At the end of the high fat diet period, despite higher leptin levels, DIO rats had higher levels of hypothalamic NPY expression than DR or CT, suggesting a central leptin resistance. In DIO but also in DR rats, metformin treatment induced significant reductions of food intake accompanied by decreases in body weight. Interestingly, the weight loss achieved by metformin was correlated with pre-treatment plasma leptin levels. This effect was paralleled by a stimulation of the expression of the leptin receptor gene (ObRb) in the arcuate nucleus. Next we investigated the antihypertensive drug Telmisartan, an angiotensin II receptor blocker with PPARγ agonistic properties. The influence of telmisartan, of pioglitazone and of their association on weight gain and food intake was assessed by studying their effects on neuro-endocrine mediators involved in food intake. Mice were fed a high fat diet, weightmatched and randomized in four treatment groups: vehicle, pioglitazone, telmisartan and pioglitazone-telmisartan. Telmisartan treatment was found to abolish weight and fat gain in either vehicle or pioglitazone treated mice. This effect was accompanied by a decrease in food intake. The hypothalamic expression of the agouti-related protein and plasma leptin levels show also a decrease under metformin treatment. This study confirms the anorexigenic effects of telmisartan in mice fed a high fat diet, and suggests for the first time a functional role of telmisartan on hypothalamic orexigenic agouti-related protein regulation.

Evaluation à l'aide d'un livre de bord des compétences cliniques acquises par des stagiaires en médecine. [Evaluation using a logbook of mastering of clinical skills by medical students]

La maîtrise des compétences cliniques est extrêmement importante pour le médecin. Leur enseignement est aujourd'hui facilité grâce à la disponibilité du «Swiss Catalogue of Learning Objectives for Undergraduate Medical Training» où sont décrits les niveaux de compétence à atteindre au terme des études de médecine. Un carnet de bord a été préparé à la Faculté de biologie et de médecine de Lausanne à partir de ce document. Il a permis de mettre en évidence chez les étudiants une très nette amélioration de la maîtrise des compétences cliniques entre le début et la fin des stages en médecine interne, chirurgie/orthopédie, pédiatrie, gynécologie/obstétrique et psychiatrie. Un tel outil devrait permettre dans l'avenir de mieux guider l'apprentissage des étudiants et de suivre leurs progrès à chaque étape du curriculum. [Abstract] The mastering of the clinical skills is of utmost importance for the physician. The teaching of the skills is nowadays made easier with the <<Swiss Catalogue of Learning Objectives for Undergraduate Medical Training>> which lists all the skills and their respective level of expected mastering at graduation. In order to do a survey on how good the students are at those skills, a logbook based on this document has been setup at the Faculty of biology and medicine of the University of Lausanne. This has shown that students went through a clear progression of the mastering of the skills during their elective year in internal medicine, surgery/orthopaedics, paediatric, obstetric and gynaecology as well as psychiatry. Such an instrument should in the future help to better guide the learning process of the clinical skills and to do a better follow-up of their progress.

Mieux connaître la médecine du travail

Les Suisses travaillent... et consultent leur médecin. La Suisse est un pays de travailleurs: un des taux de chômage les plus bas du monde (moins de 5 %), 4,4 millions de personnes actives professionnellement sur 7,5 millions d'habitants... Et, heureusement, de travailleurs sains pour la plupart: selon une enquête de 2002, 85 % des Suisses de quinze ans et plus s'estimaient en bonne santé. Malgré cela, 77 % d'entre eux avaient tout de même eu recours à un médecin dans les douze mois précédant l'enquête. Si l'on ne retient que les personnes de 15 à 64 ans (donc professionnellement actives pour la plupart), la proportion se monte même à 81 %, ce qui représente près de deux millions de personnes ayant consulté au minimum une fois dans l'année. [Auteurs]

La maladie du poumon de fermier : apports de la médecine du travail

- La maladie du poumon de fermier est une affection immunologique secondaire à l'inhalation de poussières antigéniques provenant de microorganismes qui colonisent le foin moisi. - Sa prévalence parmi la population d'agriculteurs varie de 0,4 à 5% selon les pays. - Les critères diagnostiques comprennent une anamnèse d'exposition au foin, une dyspnée d'effort, l'auscultation de râles inspiratoires et une lymphocytose alvéolaire. - La prise en charge de l'agriculteur atteint nécessite la mise en place de mesures professionnelles préventives comprenant le réaménagement de sa place de travail, le changement des habitudes de travail et le port d'un masque de protection respiratoire. Ces mesures permettent à l'agriculteur de poursuivre son activité dans la plupart des cas. - En Suisse, la maladie du poumon de fermier est une maladie professionnelle à déclarer à l'assurance accident. [Auteurs]