Mécanisme moléculaire de protection des HDLs contre le stress du réticulum endoplasmique dans la cellule beta pancréatique. [Molecular mechanisms of HDLs to protect against the endoplasmic reticulum stress in pancreatic beta cell.]

Introduction: Les particules de HDL (High Density Lipoproteins) ont des fonctions très diverses notamment anti-inflamatoires, anti-apoptotiques ou anti-oxydatives. Chez les patients diabétiques, les niveaux de HDLs sont bas, les prédisposants ainsi à un risque élévé à développer une maladie cardiovasculaire. Sachant que le s HDLs ont également un effet protecteur sur la cellule beta, le but de cette étude est dinvestigué les mécanismes moléculaires de cette protection contre le stress du réticulum, stress qui contriubue au développement du diabéte de type 2. Résultats: La thapsigargine et la tunicamycine induisent lapoptose en induisant un stress dans le réticulum endoplasmique (RE) par un mauvais repliement des protéines dans le RE, ainsi que l'activation de l'UPR (Unfolded Protein Respons) avec trois voies communes de signalisation intracellulaire (IRE1, PREK et ATF6). Ces voix veillent tout d'abord à augmenter la capacité de repliement des protéines et le cas échéant à lapoptose. Nos résultats montrent que les HDLs sont capable d'inhuber lapoptose induite par la thapsigargine et la tunicamycine dans les MIN6. Dans le cas du traitement avec la thapsigargine, plusieurs marqueurs des voix UPR sont bloqués en présence des HDLs, suggérant que l'effet anti-apoptotiques des HDLs s'exerce au niveau ou en amont du RE. Les HDLS par contre ne bloquent par la sortie de calcium du RE induite par la thapsigargine ce qui indique que les HDLs n'interfèrent pas avec l'action de cette drogue sur sa cible (SERCA). Dans le cas de la la tunicamycine, les HDLs ne bloquent pas, ou très légèrement, l'activation des voix de l'UPR. La protection induite par les HDLs contre la mort engendrée par la tunicamycine s'sexerce dont apparement en aval de l'UPR et reste à être déterminer. Conclusions: Nos données suggérent que les HDLs sont capable de protéger la cellule beta contre le stress du réticulum mais apparement de façon différente selon les modalités d'inductions de ce stress.

Retinal degeneration progression changes lentiviral vector cell targeting in the retina

Ce travail de thèse a été réalisé au sein de l'Unité de Thérapie Génique et Biologie des Cellules Souches de l'Hôpital Jules- Gonin dans le Service d'Ophtalmologie de l'Université de Lausanne. Ce laboratoire recherche des solutions thérapeutiques pour des maladies dégénératives et incurables de la rétine comme les rétinites pigmentaires (RP). Ayant déjà montré certains résultats dans le domaine, la thérapie génique a été notre outil pour ce travail. Cette méthode se base sur le principe de remplacer un gène déficient par sa copie normale, en transportant celle-ci au coeur même du noyau par un vecteur. Il existe à l'heure actuelle différents vecteurs. Un des plus efficaces est un vecteur viral non-réplicatif : le lentivirus, dérivé de HIV-1. Celui-ci a la capacité d'intégrer le génome de la cellule cible, lui conférant ainsi un nouveau matériel génétique. Notre but a été d'établir le tropisme du lentivirus dans une rétine en dégénérescence. Ce lentivirus est connu pour transduire efficacement les cellules de l'épithélium pigmentaire rétinien dans l'oeil adulte sain, ainsi que celles de la neurorétine, mais ce, uniquement durant le développement. On sait aussi que le vecteur lentiviral présente un tropisme différent selon les enveloppes dont il est muni ; par exemple, le lentivirus avec une enveloppe Mokola est connu pour transduire les cellules gliales du système nerveux central. La rétine qui dégénère montre quant à elle des changements de sa structure qui pourraient influencer la diffusion du vecteur et/ou son tropisme. Le postulat de base a été le suivant : chez l'adulte, la transduction des neurones de la rétine via le lentivirus pourrait être facilitée par l'altération de la membrane limitante externe induite par la dégénérescence (meilleure pénétrance du virus). D'un point de vue technique, nous avons utilisé deux types distincts de modèles murins de dégénérescence rétinienne : des souris Balb/C soumises à une dose toxique de lumière et les souris Rhodopsin knockout, animaux génétiquement modifiés. Comme vecteur viral, nous avons employé deux différents pseudotypes de lentivirus (caractérisés par les enveloppes virales) avec différents promoteurs (séquence d'ADN qui initie la transduction et confère la spécificité d'expression d'un gène). En changeant l'enveloppe et le promoteur, nous avons essayé de trouver la meilleure combinaison pour augmenter l'affinité du vecteur vis-à-vis des photorécepteurs d'abord, puis vis-à-vis d'autres cellules de la rétine. Nos résultats ont montré que la membrane limitante externe est effectivement altérée chez les deux modèles de dégénérescence, mais que cette modification ne favorise pas la transduction des photorécepteurs lorsqu'on utilise un vecteur lentiviral contenant une enveloppe VSVG et un promoteur photorécepteur-spécifique ou ubiquitaire. En effet, une forte réaction gliale a été observée. Par contre, en utilisant le lentivirus avec une enveloppe Mokola et un promoteur ubiquitaire, nous avons constaté une très bonne transduction au niveau des cellules de Millier dans la rétine en dégénérescence, phénomène non observé chez les souris sauvages. Ce travail a donc permis de trouver un vecteur viral efficace pour atteindre et transduire les cellules de Miiller, ceci seulement pendant la dégénérescence de la rétine. Ces cellules, une fois transduites, pourraient être utilisées pour sécréter dans la rétine des agents thérapeutiques tels que des facteurs neurotrophiques pour soutenir la survie des photorécepteurs ou des facteurs anti-angiogéniques pour prévenir la néo-vascularisation lors de diabète ou de dégénérescence maculaire liée à l'âge. - In normal mice, the lentiviral vector (LV) is very efficient to target the RPE cells, but transduces retinal neurons well only during development. In the present study, the tropism of LV has been investigated in the degenerating retina of mice, knowing that the retina structure changes during degeneration. We postulated that the viral transduction would be increased by the alteration of the iuter limiting membrane (OLM). Two different LV pseudotypes were tested using the VSVG arid the Mokola envelopes, as well as two animal models of retinal degeneration: light-damaged Balb-C and Rhodopsin knockout (Rho-/-) mice. After light damage, the OLM is altered and no significant increase of the number of transduced photoreceptors can be obtained with a LV-VSVG-Rhop-GFP vector. In the Rho-/- mice, an altération of the OLM was also observed, but the possibility of transducing photoreceptors was decreased, probably by ongoing gliosis. The use of a ubiquitous promoter allows better photoreceptor transduction, suggesting that photoreceptór-specific promoter activity change during late stages of photoreceptor degeneration. However, the number of targeted photoreceptors remains low. In contrast, LV pseudotyped with the tfokola envelope allows a wide dispersion of the ctor into the retina (corresponding to the injection bleb) with preferential targeting of Muller cells, a situation Mc\ does ot occur in the wild- type retina. Mokola-pseudotyped lentiviral vectors may serve to engineer these glial cells to deliver secreted therapeutic factors to a diseased area of the retina.

Comparative testing of a miniature diffusion size classifier to assess airborne ultrafine particles under field conditions

Miniature diffusion size classifiers (miniDiSC) are novel handheld devices to measure ultrafine particles (UFP). UFP have been linked to the development of cardiovascular and pulmonary diseases; thus, detection and quantification of these particles are important for evaluating their potential health hazards. As part of the UFP exposure assessments of highwaymaintenance workers in western Switzerland, we compared a miniDiSC with a portable condensation particle counter (P-TRAK). In addition, we performed stationary measurements with a miniDiSC and a scanning mobility particle sizer (SMPS) at a site immediately adjacent to a highway. Measurements with miniDiSC and P-TRAK correlated well (correlation of r = 0.84) but average particle numbers of the miniDiSC were 30%âeuro"60% higher. This difference was significantly increased for mean particle diameters below 40 nm. The correlation between theminiDiSC and the SMPSduring stationary measurements was very high (r = 0.98) although particle numbers from the miniDiSC were 30% lower. Differences between the three devices were attributed to the different cutoff diameters for detection. Correction for this size dependent effect led to very similar results across all counters.We did not observe any significant influence of other particle characteristics. Our results suggest that the miniDiSC provides accurate particle number concentrations and geometric mean diameters at traffic-influenced sites, making it a useful tool for personal exposure assessment in such settings.

Imagerie de diffusion hépatique : facteurs prédictifs du « T2 shine-through effect » dans l'hémangiome hépatique.

Objectifs: Déterminer la fréquence et les facteurs prédictifs de l'effet T2 shine-through (T2st) dans l'hémangiome hépatique (HH). Matériels et méthodes: Entre janvier 2010 et novembre 2011, l'imagerie par résonance magnétique (IRM) du foie de 149 patients avec 400 HH a été revue rétrospectivement. Les caractéristiques lésionnelles : taille, localisation, signal et aspect en T1, T2 et diffusion, T2st, coefficient apparent de diffusion de l'HH et du foie (ADChh et ADCf) et type de rehaussement ont été évalués. Résultats: Le T2st était observé dans 53 % des HH. Sa présence était corrélée positivement avec la taille (p=0,046) et négativement avec ADChh et ADCf (p<0,0001, p=0,021). Le T2st était plus fréquent dans le lobe gauche vs droit (p=0,038), et dans les HH typiques (hypersignal T2 et rehaussement en mottes, p=0,0043). L'analyse multivariée retrouvait comme facteurs indépendants de la présence d'un T2st : ADChh et le type de rehaussement. Conclusion: Le T2st est fréquemment observé dans les HH et notamment les formes typiques. Sa présence ne remet pas en question le diagnostic dans les formes typiques.

Taking "Galton's problem" Seriously : Towards a Theory of Policy Diffusion

This article builds on the recent policy diffusion literature and attempts to overcome one of its major problems, namely the lack of a coherent theoretical framework. The literature defines policy diffusion as a process where policy choices are interdependent, and identifies several diffusion mechanisms that specify the link between the policy choices of the various actors. As these mechanisms are grounded in different theories, theoretical accounts of diffusion currently have little internal coherence. In this article we put forward an expected-utility model of policy change that is able to subsume all the diffusion mechanisms. We argue that the expected utility of a policy depends on both its effectiveness and the payoffs it yields, and we show that the various diffusion mechanisms operate by altering these two parameters. Each mechanism affects one of the two parameters, and does so in distinct ways. To account for aggregate patterns of diffusion, we embed our model in a simple threshold model of diffusion. Given the high complexity of the process that results, strong analytical conclusions on aggregate patterns cannot be drawn without more extensive analysis which is beyond the scope of this article. However, preliminary considerations indicate that a wide range of diffusion processes may exist and that convergence is only one possible outcome.

A receptor-like kinase mutant with absent endodermal diffusion barrier displays selective nutrient homeostasis defects.

The endodermis represents the main barrier to extracellular diffusion in plant roots, and it is central to current models of plant nutrient uptake. Despite this, little is known about the genes setting up this endodermal barrier. In this study, we report the identification and characterization of a strong barrier mutant, schengen3 (sgn3). We observe a surprising ability of the mutant to maintain nutrient homeostasis, but demonstrate a major defect in maintaining sufficient levels of the macronutrient potassium. We show that SGN3/GASSHO1 is a receptor-like kinase that is necessary for localizing CASPARIAN STRIP DOMAIN PROTEINS (CASPs)--major players of endodermal differentiation--into an uninterrupted, ring-like domain. SGN3 appears to localize into a broader band, embedding growing CASP microdomains. The discovery of SGN3 strongly advances our ability to interrogate mechanisms of plant nutrient homeostasis and provides a novel actor for localized microdomain formation at the endodermal plasma membrane.

Diffusion-weighted spectroscopy: a novel approach to determine macromolecule resonances in short-echo time 1H-MRS.

Quantification of short-echo time proton magnetic resonance spectroscopy results in >18 metabolite concentrations (neurochemical profile). Their quantification accuracy depends on the assessment of the contribution of macromolecule (MM) resonances, previously experimentally achieved by exploiting the several fold difference in T(1). To minimize effects of heterogeneities in metabolites T(1), the aim of the study was to assess MM signal contributions by combining inversion recovery (IR) and diffusion-weighted proton spectroscopy at high-magnetic field (14.1 T) and short echo time (= 8 msec) in the rat brain. IR combined with diffusion weighting experiments (with δ/Δ = 1.5/200 msec and b-value = 11.8 msec/μm(2)) showed that the metabolite nulled spectrum (inversion time = 740 msec) was affected by residuals attributed to creatine, inositol, taurine, choline, N-acetylaspartate as well as glutamine and glutamate. While the metabolite residuals were significantly attenuated by 50%, the MM signals were almost not affected (< 8%). The combination of metabolite-nulled IR spectra with diffusion weighting allows a specific characterization of MM resonances with minimal metabolite signal contributions and is expected to lead to a more precise quantification of the neurochemical profile.

A fully adaptive numerical approximation for a two-dimensional epidemic model with nonlinear cross-diffusion

An epidemic model is formulated by a reactionâeuro"diffusion system where the spatial pattern formation is driven by cross-diffusion. The reaction terms describe the local dynamics of susceptible and infected species, whereas the diffusion terms account for the spatial distribution dynamics. For both self-diffusion and cross-diffusion, nonlinear constitutive assumptions are suggested. To simulate the pattern formation two finite volume formulations are proposed, which employ a conservative and a non-conservative discretization, respectively. An efficient simulation is obtained by a fully adaptive multiresolution strategy. Numerical examples illustrate the impact of the cross-diffusion on the pattern formation.

Thalamic connectivity in patients with essential tremor treated with MR imaging-guided focused ultrasound: in vivo fiber tracking by using diffusion-tensor MR imaging.

PURPOSE: To use diffusion-tensor (DT) magnetic resonance (MR) imaging in patients with essential tremor who were treated with transcranial MR imaging-guided focused ultrasound lesion inducement to identify the structural connectivity of the ventralis intermedius nucleus of the thalamus and determine how DT imaging changes correlated with tremor changes after lesion inducement. MATERIALS AND METHODS: With institutional review board approval, and with prospective informed consent, 15 patients with medication-refractory essential tremor were enrolled in a HIPAA-compliant pilot study and were treated with transcranial MR imaging-guided focused ultrasound surgery targeting the ventralis intermedius nucleus of the thalamus contralateral to their dominant hand. Fourteen patients were ultimately included. DT MR imaging studies at 3.0 T were performed preoperatively and 24 hours, 1 week, 1 month, and 3 months after the procedure. Fractional anisotropy (FA) maps were calculated from the DT imaging data sets for all time points in all patients. Voxels where FA consistently decreased over time were identified, and FA change in these voxels was correlated with clinical changes in tremor over the same period by using Pearson correlation. RESULTS: Ipsilateral brain structures that showed prespecified negative correlation values of FA over time of -0.5 or less included the pre- and postcentral subcortical white matter in the hand knob area; the region of the corticospinal tract in the centrum semiovale, in the posterior limb of the internal capsule, and in the cerebral peduncle; the thalamus; the region of the red nucleus; the location of the central tegmental tract; and the region of the inferior olive. The contralateral middle cerebellar peduncle and bilateral portions of the superior vermis also showed persistent decrease in FA over time. There was strong correlation between decrease in FA and clinical improvement in hand tremor 3 months after lesion inducement (P < .001). CONCLUSION: DT MR imaging after MR imaging-guided focused ultrasound thalamotomy depicts changes in specific brain structures. The magnitude of the DT imaging changes after thalamic lesion inducement correlates with the degree of clinical improvement in essential tremor.

Cationic Diffusion in La2/3Ca1/3MnO3 Thin Films Grown on LaAlO3 (001) Substrates.

Microstructural features of La2/3Ca1/3MnO3 layers of various thicknesses grown on top of 001 LaAlO3 substrates are studied by using transmission electron microscopy and electron energy loss spectroscopy. Films are of high microstructural quality but exhibit some structural relaxation and mosaicity both when increasing thickness or after annealing processes. The existence of a cationic segregation process of La atoms toward free surface has been detected, as well as a Mn oxidation state variation through layer thickness. La diffusion would lead to a Mn valence change and, in turn, to reduced magnetization.

Atomic diffusion induced by stress relaxation in InGaAs/GaAs epitaxial layers

The origin of the microscopic inhomogeneities in InxGa12xAs layers grown on GaAs by molecular beam epitaxy is analyzed through the optical absorption spectra near the band gap. It is seen that, for relaxed thick layers of about 2.8 mm, composition inhomogeneities are responsible for the band edge smoothing into the whole compositional range (0.05,x,0.8). On the other hand, in thin enough layers strain inhomogeneities are dominant. This evolution in line with layer thickness is due to the atomic diffusion at the surface during growth, induced by the strain inhomogeneities that arise from stress relaxation. In consequence, the strain variations present in the layer are converted into composition variations during growth. This process is energetically favorable as it diminishes elastic energy. An additional support to this hypothesis is given by a clear proportionality between the magnitude of the composition variations and the mean strain.