Association of HbA1c and cardiovascular and renal disease in an adult Mediterranean population

BACKGROUND: Increasing evidence suggests a mechanistic link between the glycemic environment and renal and cardiovascular events, even below the threshold for diabetes. We aimed to assess the association between HbA1c and chronic kidney disease (CKD) and cardiovascular disease (CVD). METHODS: A cross-sectional study involving a random representative sample of 2270 adults from southern Spain (Malaga) was undertaken. We measured HbA1c, serum creatinine and albuminuria in fasting blood and urine samples. RESULTS: Individuals without diabetes in the upper HbA1c tertile had an unfavorable cardiovascular and renal profile and shared certain clinical characteristics with the patients with diabetes. Overall, a higher HbA1c concentration was strongly associated with CKD or CVD after adjustment for traditional risk factors. The patients with known diabetes had a 2-fold higher odds of CKD or CVD. However, when both parameters were introduced in the same model, the HbA1c concentration was only significantly associated with clinical endpoints (OR: 1.4, 95% CI, 1.1-1.6, P = 0.002). An increase in HbA1c of one percentage point was associated with a 30% to 40% increase in the rate of CKD or CVD. This relationship was apparent in persons with and without known diabetes. ROC curves illustrated that a HbA1c of 37 mmol/mol (5.5%) was the optimal value in terms of sensitivity and specificity for predicting endpoints in this population. CONCLUSION: HbA1c levels were associated with a higher prevalence of CKD and CVD cross-sectionally, regardless of diabetes status. These data support the value of HbA1c as a marker of cardiovascular and renal disease in the general population.

Population pharmacokinetic study of gentamicin in a large cohort of premature and term neonates.

AIM: This study aims to investigate the clinical and demographic factors influencing gentamicin pharmacokinetics in a large cohort of unselected premature and term newborns and to evaluate optimal regimens in this population. METHODS: All gentamicin concentration data, along with clinical and demographic characteristics, were retrieved from medical charts in a Neonatal Intensive Care Unit over 5 years within the frame of a routine therapeutic drug monitoring programme. Data were described using non-linear mixed-effects regression analysis ( nonmem®). RESULTS: A total of 3039 gentamicin concentrations collected in 994 preterm and 455 term newborns were included in the analysis. A two compartment model best characterized gentamicin disposition. The average parameter estimates, for a median body weight of 2170 g, were clearance (CL) 0.089 l h(-1) (CV 28%), central volume of distribution (Vc ) 0.908 l (CV 18%), intercompartmental clearance (Q) 0.157 l h(-1) and peripheral volume of distribution (Vp ) 0.560 l. Body weight, gestational age and post-natal age positively influenced CL. Dopamine co-administration had a significant negative effect on CL, whereas the influence of indomethacin and furosemide was not significant. Both body weight and gestational age significantly influenced Vc . Model-based simulations confirmed that, compared with term neonates, preterm infants need higher doses, superior to 4 mg kg(-1) , at extended intervals to achieve adequate concentrations. CONCLUSIONS: This observational study conducted in a large cohort of newborns confirms the importance of body weight and gestational age for dosage adjustment. The model will serve to set up dosing recommendations and elaborate a Bayesian tool for dosage individualization based on concentration monitoring.

Inoculum effect on the efficacies of amoxicillin-clavulanate, piperacillin-tazobactam, and imipenem against extended-spectrum β-lactamase (ESBL)-producing and non-ESBL-producing Escherichia coli in an experimental murine sepsis model.

Escherichia coli is commonly involved in infections with a heavy bacterial burden. Piperacillin-tazobactam and carbapenems are among the recommended empirical treatments for health care-associated complicated intra-abdominal infections. In contrast to amoxicillin-clavulanate, both have reduced in vitro activity in the presence of high concentrations of extended-spectrum β-lactamase (ESBL)-producing and non-ESBL-producing E. coli bacteria. Our goal was to compare the efficacy of these antimicrobials against different concentrations of two clinical E. coli strains, one an ESBL-producer and the other a non-ESBL-producer, in a murine sepsis model. An experimental sepsis model {~5.5 log10 CFU/g [low inoculum concentration (LI)] or ~7.5 log(10) CFU/g [high inoculum concentration (HI)]} using E. coli strains ATCC 25922 (non-ESBL producer) and Ec1062 (CTX-M-14 producer), which are susceptible to the three antimicrobials, was used. Amoxicillin-clavulanate (50/12.5 mg/kg given intramuscularly [i.m.]), piperacillin-tazobactam (25/3.125 mg/kg given intraperitoneally [i.p.]), and imipenem (30 mg/kg i.m.) were used. Piperacillin-tazobactam and imipenem reduced spleen ATCC 25922 strain concentrations (-2.53 and -2.14 log10 CFU/g [P < 0.05, respectively]) in the HI versus LI groups, while amoxicillin-clavulanate maintained its efficacy (-1.01 log10 CFU/g [no statistically significant difference]). Regarding the Ec1062 strain, the antimicrobials showed lower efficacy in the HI than in the LI groups: -0.73, -1.89, and -1.62 log10 CFU/g (P < 0.05, for piperacillin-tazobactam, imipenem, and amoxicillin-clavulanate, respectively, although imipenem and amoxicillin-clavulanate were more efficacious than piperacillin-tazobactam). An adapted imipenem treatment (based on the time for which the serum drug concentration remained above the MIC obtained with a HI of the ATCC 25922 strain) improved its efficacy to -1.67 log10 CFU/g (P < 0.05). These results suggest that amoxicillin-clavulanate could be an alternative to imipenem treatment of infections caused by ESBL- and non-ESBL-producing E. coli strains in patients with therapeutic failure with piperacillin-tazobactam.

The Relevance of the Principal-Agent Model for the Analysis of Public Policies : Do the Objectives Conflict ?

This paper aims to provide empirical support for the use of the principal-agent framework in the analysis of public sector and public policies. After reviewing the different conditions to be met for a relevant analysis of the relationship between population and government using the principal-agent theory, our paper focuses on the assumption of conflicting goals between the principal and the agent. A principal-agent analysis assumes in effect that inefficiencies may arise because principal and agent pursue different goals. Using data collected during an amalgamation project of two Swiss municipalities, we show the existence of a gap between the goals of the population and those of the government. Consequently, inefficiencies as predicted by the principal-agent model may arise during the implementation of a public policy, i.e. an amalgamation project. In a context of direct democracy where policies are regularly subjected to referendum, the conflict of objectives may even lead to a total failure of the policy at the polls.

PARP inhibition attenuates histopathological lesion in ischemia/reperfusion renal mouse model after cold prolonged ischemia.

We test the hypothesis that PARP inhibition can decrease acute tubular necrosis (ATN) and other renal lesions related to prolonged cold ischemia/reperfusion (IR) in kidneys preserved at 4°C in University of Wisconsin (UW) solution. Material and Methods. We used 30 male Parp1(+/+) wild-type and 15 male Parp1(0/0) knockout C57BL/6 mice. Fifteen of these wild-type mice were pretreated with 3,4-dihydro-5-[4-(1-piperidinyl)butoxyl]-1(2H)-isoquinolinone (DPQ) at a concentration of 15 mg/kg body weight, used as PARP inhibitor. Subgroups of mice were established (A: IR 45 min/6 h; B: IR + 48 h in UW solution; and C: IR + 48 h in UW solution plus DPQ). We processed samples for morphological, immunohistochemical, ultrastructural, and western-blotting studies. Results. Prolonged cold ischemia time in UW solution increased PARP-1 expression and kidney injury. Preconditioning with PARP inhibitor DPQ plus DPQ supplementation in UW solution decreased PARP-1 nuclear expression in renal tubules and renal damage. Parp1(0/0) knockout mice were more resistant to IR-induced renal lesion. In conclusion, PARP inhibition attenuates ATN and other IR-related renal lesions in mouse kidneys under prolonged cold storage in UW solution. If confirmed, these data suggest that pharmacological manipulation of PARP activity may have salutary effects in cold-stored organs at transplantation.

Yellow fever impact on brown howler monkeys (Alouatta guariba clamitans) in Argentina: a metamodelling approach based on population viability analysis and epidemiological dynamics

In South America, yellow fever (YF) is an established infectious disease that has been identified outside of its traditional endemic areas, affecting human and nonhuman primate (NHP) populations. In the epidemics that occurred in Argentina between 2007-2009, several outbreaks affecting humans and howler monkeys (Alouatta spp) were reported, highlighting the importance of this disease in the context of conservation medicine and public health policies. Considering the lack of information about YF dynamics in New World NHP, our main goal was to apply modelling tools to better understand YF transmission dynamics among endangered brown howler monkey (Alouatta guariba clamitans) populations in northeastern Argentina. Two complementary modelling tools were used to evaluate brown howler population dynamics in the presence of the disease: Vortex, a stochastic demographic simulation model, and Outbreak, a stochastic disease epidemiology simulation. The baseline model of YF disease epidemiology predicted a very high probability of population decline over the next 100 years. We believe the modelling approach discussed here is a reasonable description of the disease and its effects on the howler monkey population and can be useful to support evidence-based decision-making to guide actions at a regional level.

Chaos and order in the contemporary city. The impact of urban spatial structure on population density and commuting distance in Barcelona, 1986-2001.

One of the criticisms leveled at the model of dispersed city found all over the world is its unarticulated, random, and undifferentiated nature. To check this idea in the Barcelona Metropolitan Region, we estimated the impact of the urban spatial structure (CBD, subcenters and transportation infrastructures) over the population density and commuting distance. The results are unfavorable to the hypothesis of the increasing destructuring of cities given that the explanatory capacity of both functions improves over time, both when other control variables are not included and when they are included.

An in vitro iron superoxide dismutase inhibitor decreases the parasitemia levels of Trypanosoma cruzi in BALB/c mouse model during acute phase.

In order to identify new compounds to treat Chagas disease during the acute phase with higher activity and lower toxicity than the reference drug benznidazole (Bz), two hydroxyphthalazine derivative compounds were prepared and their trypanocidal effects against Trypanosoma cruzi were evaluated by light microscopy through the determination of IC50 values. Cytotoxicity was determined by flow cytometry assays against Vero cells. In vivo assays were performed in BALB/c mice, in which the parasitemia levels were quantified by fresh blood examination; the assignment of a cure was determined by reactivation of blood parasitemia levels after immunosuppression. The mechanism of action was elucidated at metabolic and ultra-structural levels, by (1)H NMR and TEM studies. Finally, as these compounds are potentially capable of causing oxidative damage in the parasites, the study was completed, by assessing their activity as potential iron superoxide dismutase (Fe-SOD) inhibitors. High-selectivity indices observed in vitro were the basis of promoting one of the tested compounds to in vivo assays. The tests on the murine model for the acute phase of Chagas disease showed better parasitemia inhibition values than those found for Bz. Compound 2 induced a remarkable decrease in the reactivation of parasitemia after immunosuppression. Compound 2 turned out to be a great inhibitor of Fe-SOD. The high antiparasitic activity and low toxicity together with the modest costs for the starting materials render this compound an appropriate molecule for the development of an affordable anti-Chagas agent.

Population pharmacokinetics of teicoplanin in children.

Teicoplanin is frequently administered to treat Gram-positive infections in pediatric patients. However, not enough is known about the pharmacokinetics (PK) of teicoplanin in children to justify the optimal dosing regimen. The aim of this study was to determine the population PK of teicoplanin in children and evaluate the current dosage regimens. A PK hospital-based study was conducted. Current dosage recommendations were used for children up to 16 years of age. Thirty-nine children were recruited. Serum samples were collected at the first dose interval (1, 3, 6, and 24 h) and at steady state. A standard 2-compartment PK model was developed, followed by structural models that incorporated weight. Weight was allowed to affect clearance (CL) using linear and allometric scaling terms. The linear model best accounted for the observed data and was subsequently chosen for Monte Carlo simulations. The PK parameter medians/means (standard deviation [SD]) were as follows: CL, [0.019/0.023 (0.01)] × weight liters/h/kg of body weight; volume, 2.282/4.138 liters (4.14 liters); first-order rate constant from the central to peripheral compartment (Kcp), 0.474/3.876 h(-1) (8.16 h(-1)); and first-order rate constant from peripheral to central compartment (Kpc), 0.292/3.994 h(-1) (8.93 h(-1)). The percentage of patients with a minimum concentration of drug in serum (Cmin) of <10 mg/liter was 53.85%. The median/mean (SD) total population area under the concentration-time curve (AUC) was 619/527.05 mg · h/liter (166.03 mg · h/liter). Based on Monte Carlo simulations, only 30.04% (median AUC, 507.04 mg · h/liter), 44.88% (494.1 mg · h/liter), and 60.54% (452.03 mg · h/liter) of patients weighing 50, 25, and 10 kg, respectively, attained trough concentrations of >10 mg/liter by day 4 of treatment. The teicoplanin population PK is highly variable in children, with a wider AUC distribution spread than for adults. Therapeutic drug monitoring should be a routine requirement to minimize suboptimal concentrations. (This trial has been registered in the European Clinical Trials Database Registry [EudraCT] under registration number 2012-005738-12.).

A metapopulation model for the introgression from genetically modified plants into their wild relatives

Most models on introgression from genetically modified (GM) plants have focused on small spatial scales, modelling gene flow from a field containing GM plants into a single adjacent population of a wild relative. Here, we present a model to study the effect of introgression from multiple plantations into the whole metapopulation of the wild relative. The most important result of the model is that even very low levels of introgression and selection can lead to a high probability that the transgene goes to fixation in the metapopulation. Furthermore, the overall frequency of the transgene in the metapopulation, after a certain number of generations of introgression, depends on the population dynamics. If there is a high rate of migration or a high rate of population turnover, the overall transgene frequency is much higher than with lower rates. However, under an island model of population structure, this increased frequency has only a very small effect on the probability of fixation of the transgene. Considering these results, studies on the potential ecological risks of introgression from GM plants should look not only at the rate of introgression and selection acting on the transgene, but also at the metapopulation dynamics of the wild relative.

Plasma and cerebrospinal fluid population pharmacokinetics of temozolomide in malignant glioma patients

RESUME : Objectif: Le glioblastome multiforme (GBM) est la tumeur cérébrale maligne la plus agressive qui conduit au décès de la majorité des patients moins d'une année après le diagnostic. La plupart des agents chimiothérapeutiques actuellement disponibles ne traversent pas la barrière hémato¬encéphalique et ne peuvent par conséquent pas être utilisés pour ce type de tumeur. Le Temozolomide (TMZ) est un nouvel agent alkylant récemment développé pour le traitement des gliomes malins. A ce jour, très peu d'informations sont disponibles sur la pénétration intra-cérébrale de cet agent. Au cours d'une étude pilote de phase II menée auprès de 64 patients atteints de GBM, l'administration précoce de TMZ combinée à une radiothérapie standard (RT) afin d'intervenir au plus tôt dans l'évolution de la maladie, a permis de prolonger la survie de ces patients, résultat qui pu être confirmé par la suite lors de l'étude randomisée de phase III. L'objectif de cette étude a été de déterminer les paramètres pharmacocinétique du TMZ dans le plasma et le liquide céphalo-rachidien (LCR), d'évaluer l'influence de certains facteurs individuels (âge, sexe, surface corporelle, fonction rénale/hépatique, co-médications, RT concomitante) sur ces différents paramètres, et enfin d'explorer la relation existant entre l'exposition au TMZ et certains marqueurs cliniques d'efficacité et de toxicité. Matériel et Méthode: Les concentrations de TMZ ont été mesurées par chromatographie liquide à haute performance (HPLC) dans le plasma et le LCR de 35 patients atteints de GBM nouvellement diagnostiqués (étude pilote) ou de gliomes malins en récidive (étude récidive). L'analyse pharmacocinétique de population a été réalisée à l'aide du programme NONMEM. L'exposition systémique et cérébrale, définie par les AUC (Area Under the time-concentration Curve) dans le plasma et le LCR, a été estimée pour chaque patient et corrélée à la toxicité, la survie ainsi que la survie sans progression tumorale. Résultats: Un modèle à 1 compartiment avec une cinétique d'absorption et de transfert Kplasma -> LCR de ordre a été retenu afin de décrire le profil pharmacocinétique du TMZ. Les valeurs moyennes de population ont été de 10 L/h pour la clairance, de 30.3 L pour le volume de distribution, de 2.1 h pour la 1/2 vie d'élimination, de 5.78 hE-1 pour la constante d'absorption, de 7.2 10E4 hE-1 pour Kplasma->LCR et de 0.76 hE-1 pour KLCR plasma. La surface corporelle a montré une influence significative sur la clairance et le volume de distribution, alors que le sexe influence la clairance uniquement. L'AUC mesurée dans le LCR représente ~20% de celle du plasma et une augmentation de 15% de Kplasma->LCR a été observée lors du traitement concomitant de radiochimiothérapie. Conclusions: Cette étude est la première analyse pharmacocinétique effectuée chez l'homme permettant de quantifier la pénétration intra-cérébrale du TMZ. Le rapport AUC LCR/AUC Plasma a été de 20%. Le degré d'exposition systémique et cérébral au TMZ ne semble pas être un meilleur facteur prédictif de la survie ou de la tolérance au produit que ne l'est la dose cumulée seule. ABSTRACT Purpose: Scarce information is available on the brain penetration of temozolomide (TMZ), although this novel methylating agent is mainly used for the treatment of ma¬lignant brain tumors. The purpose was to assess TNIZ phar¬macokinetics in plasma and cerebrospinal fluid (CSF) along with its inter-individual variability, to characterize covari¬ates and to explore relationships between systemic or cere¬bral drug exposure and clinical outcomes. Experimental Design: TMZ levels were measured by high-performance liquid chromatography in plasma and CSF samples from 35 patients with newly diagnosed or recurrent malignant gliomas. The population pharmacoki¬netic analysis was performed with nonlinear mixed-effect modeling software. Drug exposure, defined by the area un¬der the concentration-time curve (AUC) in plasma and CSF, was estimated for each patient and correlated with toxicity, survival, and progression-free survival. Results: A three-compartment model with first-order absorption and transfer rates between plasma and CSF described the data appropriately. Oral clearance was 10 liter/h; volume of distribution (VD), 30.3 liters; absorption constant rate, 5.8 hE-1; elimination half-time, 2.1 h; transfer rate from plasma to CSF (Kplasma->CSF), 7.2 x 10E-4hE-1 and the backwards rate, 0.76hE-1. Body surface area signifi¬cantly influenced both clearance and VD, and clearance was sex dependent. The AU CSF corresponded to 20% of the AUCplasma. A trend toward an increased K plasma->CSF of 15% was observed in case of concomitant radiochemo-therapy. No significant correlations between AUC in plasma or CSF and toxicity, survival, or progression-free survival were apparent after deduction of dose-effect. Conclusions: This is the first human pharmacokinetic study on TMZ to quantify CSF penetration. The AUC CSF/ AUC plasma ratio was 20%. Systemic or cerebral exposures are not better predictors than the cumulative dose alone for both efficacy and safety.

The role of Toll-like Receptor (TLR) 9 in the development of a T-helper (Th)1/Th2 response in the murine model of infection with " Leishmania major "

1.1 SUMMARY The role of the non-specific innate immune system is as important as the elaboration of the adaptive immune system in the initiation of an immune response to pathogens. The role of the Toll-like receptors (TLRs) in the innate immune response to virus and bacterial pathogens is widely recognised, however, little is known about the role of TLRs in host defence against eukaryotic pathogens. Immunologic investigations on the marine model of infection with Leishmania major (L. major) have correlated the outcome of the disease with expansion of different subsets of CD4+ cells, designated Th1 and Th2. The resistance of C57BL/6, CBA and C3H/He mice is linked with an IL-12 driven Th1 response. In BALB/c mice the susceptibility correlates with an IL-4 driven Th2 response. The initial event promoting the development of a Th1 or Th2 response still remains elusive. Recently, the contribution of the TLR signalling pathway in the innate and acquired immune response to infection with the intracellular protozoan parasite L. major has been demonstrated. Thus, the purpose of this study is to determine whether TLRs may play a role in influencing the outcome of the infection by directing the development of a Th1 or a Th2 response during infection with L, major parasites, in resistant C57BL/6 and susceptible BALB/c mice, respectively. We demonstrated that MyD88, the major TLR adaptor molecule is necessary for C57BL/6 to develop a resistant Th1 response following L. major infection. Our data show the essential role of MyD88 in the establishment of a protective Th1 response. We subsequently aimed to determine which TLRs may be involved in the protective response. Since TLR2 and TLR4 have shown to have a potential role for Leishmania recognition, we analysed the course of infection in TLR2 and TLR4 deficient mice on a C57BL/6 resistant background following L. major infection. Our results clearly demonstrate that TLR2 or TLR4 aze dispensable to control the outcome of the disease as the TLR2 and TLR4 knockout mice developed a protective Th1 response. With the aim of determining a potential TLR candidate important in the initiation of the Thl response, we assessed the mRNA expression of different TLRs (TLR1 to TLR9) using quantitative real-time RT-PCR at different time points during the first week of infection. The results clearly showed an upregulation of TLR7 and TLR9 mRNA expression during the early phase of infection in resistant C57BL/6 mice but not in susceptible BALB/c mice. To provide in vivo evidence for the role for, these TLRs in the outcome of cutaneous leishmaniasis, studies using TLR7 and TLR9 deficient mice on a resistant C57BL/6 background were performed. The TLR7 deficient mice developed a resistance phenotype that was comparable with C57BL/6 wild type mice. Thus, the presence of TLR7 is not indispensable for the development of a Th1 response and resistance to infection. On the contrary, TLR9 deficient mice on the C57BL/6 resistant background showed high variability in the outcome of the disease. Although some mice behave as resistant C57BL/6 mice, half of them developed high lesion following infection and showed a decrease in IFN-γ production and an increase in IL-4 as compared to wild type mice. These results suggest that TLR9 may be involved in the control of infection. To test the hypothesis that regulatory T cells (Treg) are playing a role in the high variability in the disease outcome in TLR9 deficient mice, depletion of CD4+CD25+ T cells with a specific antibody three days before infection with L. major were performed Interestingly, these treated mice developed large lesions, low IL-4 and decreased IFN-γ producion when compared to untreated mice. A better understanding of the mechanism by which Treg cells influence the outcome of the disease in TLR9 deficient mice following L. major infection is currently under investigation. Altogether, this study demonstrates the importance of TLR9 in the induction of a protective T'h1 response, a process that is involved in the resolution of the lesion induced by L. major infection. 1.2 RÉSUMÉ Le rôle de la réponse immunitaire innée a longtemps été négligé quant à l'impact qu'elle pourrait avoir dans l'initiation d'une réponse immune adaptative efficace dirigée contre un pathogène. Si l'importance des récepteurs Toll-like (TLR) du système inné dans la reconnaissance des virus et bactéries a été démontrée, son rôle dans la défense contre les pathogènes eucaryotes reste encore très élusif. Récemment, il a été montré que les voies de signalisation provenant de l'activation des TLRs pouvaient initier la réponse immunitaire innée et adaptative après une infection avec le parasite protozoaire Leishmania major (L. major). Dans un modèle marin d'infection avec L. major alors que la plupart des souches de souris telles que C57BL/6 sont résistantes à l'infection et développent une réponse immunitaire de type T helper 1 (Th1) induite par IL-12, peu de souches dont les BALB/c sont sensibles et développent une réponse Th2 induite par IL-4. La différentiation Th1/Th2 est un événement qui prend place de manière définitive lors de la première semaine après infection. Les événements précoces promouvant le développement d'une réponse Th1 ou Th2 n'étant pas connus, l'objectif de ce travail a été de démontrer un rôle des TLRs dans l'initiation d'une réponse immune innée et adaptative suite à l'infection par L. major. Nous avons démontré que MyD88, une molécule importante dans le processus de signalisation des TLRs, est nécessaire pour que les souris résistantes C57BL/6 développent une réponse Th1 protectrice. L'importance du rôle de TLR2 et TLR4 dans la reconnaissance du parasite Leishmania ayant été démontrée, nous avons privilégié l'analyse de la réponse immunitaire suite à une infection in vivo de souris déficiente en TLR2 ou TLR4 sur un fond génétique résistant. Les résultats obtenus montrent que la présence de ces récepteurs n'est pas indispensable pour le contrôle de l'infection et la polarisation d'une réponse Th1 caractéristique de la résistance à L. major. Cependant d'autres TLRs peuvent aussi activer la voie de signalisation MyD88 dépendante. L'expression de l'ARNm des différents TLRs dans les ganglions drainant de souris sensibles et résistantes pendant la première semaine d'infection a été déterminée par PCR quantitative en temps réel. Les résultats obtenus montrent que l'ARNm de TLR7 et TLR9 était régulé positivement suite à l'infection par L. major chez les souris résistantes C57BL/6 alors qu'aucune modulation n'était détectable chez les souris sensibles BALB/c. Le rôle des récepteurs TLR7 et TLR9 a donc été évalué par l'infection par L. major des souris déficientes en TLR7 et TLR9 sur fond génétique C57BL/6. Nos résultats ont clairement démontré que les souris déficientes en TLR7 montrent une réponse immunitaire identique à celle des souris résistantes C57BL/6, signifiant que TLR7 n'est pas indispensable au développement d'une Th1 ainsi qu'au contrôle de la parasitémie. Paz contre, les souris déficientes en TLR9 sur un fond génétique résistant ont montré une grande variabilité dans la réponse à l'infection. En effet, la moitié des souris deviennent sensibles à l'infection, ceci étant associé à une diminution dans la production d'IFN-γ et à une augmentation de la production d'IL-4. Ces résultats suggèrent que TLR9 est impliqué dans le contrôle de la lésion et de la réponse immunitaire suite à l'infection avec L. major. Cependant les résultats avec les souris déficientes en TLR9 montrant une grande hétérogénéité et une balance Th1/Th2 instable, nous avons émis l'hypothèse que les cellules T régulatrices pouvaient être impliquées dans ce phénomène. Nous avons effectivement constaté qu'après déplétion des cellules CD4+CD25+, les souris déficientes en TLR9 développent des lésions aussi grandes que les souris BALB/c après infection par L. major. Cependant le nombre de parasites reste le même que chez les souris C57BL/6. De plus la production d'IL-4 ainsi que celle d'IFN-γ reste extrêment bas. Les mécanismes régulateurs impliqués dans ce processus sont en cours d'analyse. Ce travail met en évidence l'importance du TLR9 dans le développement d'une réponse Th1 lors d'une infection avec L. major, un processus nécessaire pour la résistance à l'infection. 1.3 RESUME POUR UN LARGE PUBLIC La leishmaniose est une maladie parasitaire répandue dans le monde entier et touchant plus de 88 pays. L'incidence mondiale de la leishmaniose cutanée et de 1 à 1,5 million de nouveaux cas par année. Plus de 12 millions de personnes sont affectées par la maladie et 350 millions de personnes sont une population à risque. Un modèle marin d'infection avec Leishmania major (L. major) a été établi qui reproduit plusieurs tableaux cliniques observés dans le cas de la leishmaniose cutanée chez l'homme. L'analyse de la réponse immunitaire dans les souris infectées par L. major a permis de distinguer deux groupes : les souris de la plupart des souches telles que C57BL/6 sont résistantes à l'infection et développent une réponse immunitaire de type T helper 1 (Th1), alors que quelques souches dont les BALB/c sont sensibles et développent une réponse de type Th2. La réponse immune adaptative dans le modèle d'infection avec L. major à été largement étudiée. Cependant, les événements précoces déterminants pour le développement d'une réponse Th1 ou Th2 restent encore très flous. Récemment, plusieurs publications ont montré que les récepteurs Toll-like (TLR) peuvent contribuer à l'initiation de la réponse immunitaire lors d'une infection avec le parasite intracellulaire L. major. Dans ce travail de thèse, nous avons étudié le rôle de MyD88, une molécule importante dans le processus de signalisation des TLRs, dans la réponse immune suite à une infection avec L. major. En l'absence de MyD88, les souris normalement résistantes à l'infection avec L. major deviennent sensibles et développent des lésions importantes. Ces souris ne sont plus capables de développer une réponse Thl, normalement caractéristique de leur phénotype résistant. Nous avons ensuite tenté de comprendre quels TLRs, plus précisément, pouvait être impliqué dans ce processus. Malgré quelques évidences démontrant que TLR2 et TLR4 pouvaient avoir un rôle important dans l'initiation d'une réponse immunitaire adaptative à Leishmania, nous avons montré que, in vivo après infection avec L. major, la déficience d'un de ces récepteurs n'était pas suffisante à faire basculer la réponse immunitaire. Les souris C57BL/6 déficient en TLR2 ou TLR4 peuvent parfaitement contrôler l'évolution de la maladie. De plus, ces souris, malgré l'absence de TLR2 ou TLR4, sont capables de monter une parfaite réponse Thl. Etant donné que TLR2 et TLR4 n'étaient pas essentiels pour la résistance à la maladie, nous avons analysé les TLRs, parmi les 12 décrits qui pouvaient être indispensables au développement d'une réponse de type Th1 associée à la résistance à l'infection par Leishmania. Nos expériences ont montré que l'expression de l'ARN messager (ARNm) de TLR7 et TLR9 était modulée suite à l'infection par L. major chez la souris résistante C57BL/6 alors qu'aucune modulation n'était visible chez les souris sensible BALB/c. Pensant que ces TLRs pourraient jouer un rôle dans la réponse immunitaire au parasite, nous avons étudié l'évolution de l'infection dans les souris déficientes en TLR7 et TLR9. Nos résultats ont clairement démontré que TLR7 n'était pas indispensable à la résistance au parasite alors que l'absence de TLR9 avait des conséquences radicales sur le contrôle de la lésion et de la réponse immunitaire suite à l'infection avec L. major. Ce travail révèle ainsi l'importance du TLR9 dans le développement d'une réponse Th1 lors d'une infection avec L. major, un processus nécessaire pour la résistance à l'infection. Il est a noté que nos résultats sont en accord avec le fait que les motifs CpG, qui sont des immunostimulateurs interagissant avec le TLR9, ont une activité adjuvante importante dans la préparation de vaccins contre la leishmaniose. Une meilleure compréhension des mécanismes immunologiques impliquant le TLR9 dans la reconnaissance du parasite est alors indispensable pour le développement de vaccins thérapeutiques efficaces.

Fronts from two-dimensional dispersal kernels: Beyond the nonoverlapping-generations model

Most integrodifference models of biological invasions are based on the nonoverlapping-generations approximation. However, the effect of multiple reproduction events overlapping generations on the front speed can be very important especially for species with a long life spam . Only in one-dimensional space has this approximation been relaxed previously, although almost all biological invasions take place in two dimensions. Here we present a model that takes into account the overlapping generations effect or, more generally, the stage structure of the population , and we analyze the main differences with the corresponding nonoverlappinggenerations results

Population pharmacokinetics of imatinib in CML and GIST patients under long-term treatment

Imatinib (Glivec®) has transformed the treatment and short-term prognosis of chronic myeloid leukaemia (CML) and gastro-intestinal stromal tumour (GIST). However, the treatment must be taken indefinitely, it is not devoid of inconvenience and toxicity. Moreover, resistance or escape from disease control occur in a significant number of patients. Imatinib is a substrate of the cytochromes P450 CYP3A4/5 and of the multidrug transporter P glycoprotein (product of the MDR1 gene). Considering the large inter-individual differences in the expression and function of those systems, the disposition and clinical activity of imatinib can be expected to vary widely among patients, calling for dosage individualisation. The aim of this exploratory study was to determine the average pharmacokinetic parameters characterizing the disposition of imatinib in the target population, to assess their inter-individual variability, and to identify influential factors affecting them. A total of 321 plasma concentrations, taken at various sampling times after latest dose, were measured in 59 patients receiving Glivec® at diverse regimens, using a validated chromatographic method (HPLC-UV) developed for this study. The results were analysed by non-linear mixed effect modelling (NONMEM). A one- compartment model with first-order absorption appeared appropriate to describe the data, with an average apparent clearance of 12.4 l/h, a distribution volume of 268 l and an absorption constant of 0.47 h-1. The clearance was affected by body weight, age and sex. No influences of interacting drugs were found. DNA samples were used for pharmacogenetic explorations. The MDR1 polymorphism 3435C>T appears to affect the disposition of imatinib. Large inter-individual variability remained unexplained by the demographic covariates considered, both on clearance (40%) and distribution volume (71%). Together with intra-patient variability (34%), this translates into an 8-fold width of the 90%-prediction interval of plasma concentrations expected under a fixed dosing regimen ! This is a strong argument to further investigate the possible usefulness of a therapeutic drug monitoring programme for imatinib. It may help to individualise the dosing regimen before overt disease progression or observation of treatment toxicity, thus improving both the long-term therapeutic effectiveness and tolerability of this drug.

Impact of social structure variation on population genetics, social conflicts and life histories in ants

Summary The evolution of social structures and breeding systems in animals is a complex process that combines ecological, genetical and social factors. This thesis sheds light on important changes in population genetics, life-history and social behavior that are associated with variation in social structure in ants. The socially polymorphic ant Formica selysi was chosen as the model organism because single- and multiple-queen colonies occur in close proximity within a single large population. The shift from single- to multiple-queen colonies is generally associated with profound changes in dispersal behavior and mode of colony founding. In chapter 1, we examine the genetic consequences of variation in social structure at both the colony and population levels. A detailed microsatellite analysis reveals that both colony types have similar mating systems, with few or no queen turnover. Furthermore, the complete lack of genetic differentiation observed between single- and multiple-queen colonies provides no support to the hypothesis that change in queen number leads to restricted gene flow between social forms. Besides changes in the genetic composition of the colony, the variation in the number of queens per colony is associated with changes in a network of behavioral and life-history traits that have been described as forming a "polygyny syndrome". In chapter 2, we demonstrate that multiple-queen colonies profoundly differ from single-queen ones in terms of size, nest density and lifespan of colonies, in weight of queens produced, as well as in allocation to reproductive individuals relative to workers. These multifaceted changes in life-history traits can provide various fitness benefits to members of multiple-queen colonies. Increasing the number of queens in a colony usually results in a decreased level of aggression towards non-nestmates. The phenotype matching hypothesis predicts that, compared to single-queen colonies, multiple-queen colonies have more diverse genetically-derived cues used for recognition, resulting in a lower ability to discriminate non-nestmates. In sharp contrast to this hypothesis, we show in chapter 3 that single- and multiple-queen colonies exhibit on average similar levels of aggression. Moreover, stronger aggression is recorded between colonies of different social structure than between colonies of the same social structure. Several hypotheses propose that the evolution of multiple-queen colonies is at least partly due to benefits resulting from an increase in colony genetic diversity. The task-efficiency hypothesis holds that genetic variation improves task performance due to a more complete or more sensitive expression of the genetically-based division of labor. In .chapter 4, we evaluate if higher colony genetic diversity increases worker size polymorphism and thus may improve division of labor. We show that despite the fact that worker size has a heritable component, higher levels of genetic diversity do not result in more polymorphic workers. The smaller size and lower polymorphism levels of workers of multiple-queen colonies compared to single-queen ones further indicate that an increase in colony genetic diversity does not increase worker size polymorphism but might improve colony homeostasis. In chapter 5, we provide clear evidence for an ongoing conflict between queens and workers on sex allocation, as predicted by kin selection theory. Our data show that queens of F. selysi strongly influence colony sex allocation by biasing the sex ratio of their eggs. However, there is also evidence that workers eliminated some male brood, resulting in a population sex-investment ratio that is between the queens' and workers' equilibria. Résumé L'évolution des structures sociales et systèmes d'accouplement chez les animaux est un processus complexe combinant à la fois des facteurs écologiques, génétiques et sociaux. Cette thèse met en lumière des changements importants dans la génétique des populations, les traits d'histoire de vie et les comportements sociaux qui sont associés à des variations de structure sociale chez les fourmis. Durant ce travail, nous avons étudié une population de Formica selysi composée à la fois de colonies à une reine et de colonies à plusieurs reines. La transition de colonie à une reine à colonie à plusieurs reines est généralement associée à des changements profonds dans le comportement de dispersion ainsi que le mode de fondation des sociétés. Dans le chapitre 1, nous examinons les conséquences génétiques de la variation de structure sociale tant au niveau de la colonie qu'au niveau de la population. Une analyse détaillée à l'aide de marqueurs microsatellites nous révèle que les deux types de colonies ont des systèmes d'accouplements similaires avec peu ou pas de renouvellement de reines. L'absence totale de différenciation génétique entre les colonies à une et à plusieurs reines n'apporte aucun support à l'hypothèse selon laquelle un changement dans le nombre de reines conduit à un flux de gènes restreint entre les deux formes sociales. A côté de changements dans la composition génétique de la colonie, la variation du nombre de reines dans une colonie est associée à une multitude de changements comportementaux et de traits d'histoire de vie qui ont été décrits comme formant un "syndrome polygyne". Dans le chapitre 2, nous démontrons que les colonies à plusieurs reines diffèrent profondément des colonies à une reine en terme de taille, densité de nids, longévité des colonies, poids des nouvelles reines produites ainsi que dans l'allocation entre les individus reproducteurs et les ouvrières. Ces changements multiples dans les traits d'histoire de vie peuvent apporter des bénéfices variés en terme de fitness aux colonies à plusieurs reines. L'augmentation du nombre de reines dans une colonie est généralement associée à une baisse du degré d'agressivité envers les fourmis étrangères au nid. L'hypothèse "phénotype matching" prédit que les colonies à plusieurs reines ont une plus grande diversité dans les facteurs d'origine génétique utilisés pour la reconnaissance, résultant en une capacité diminuée à discriminer une fourmi étrangère au nid. Contrairement à cette hypothèse, nous montrons dans le chapitre 3 que les colonies à une et à plusieurs reines ont des niveaux d'agressivité similaires. De plus, une agressivité accrue est observée entre colonies de structures sociales différentes comparée à des colonies de même structure sociale. Plusieurs hypothèses ont proposé que l'évolution de colonies ä plusieurs reines soit en partie due aux bénéfices résultant d'une augmentation de la diversité génétique dans la colonie. L'hypothèse "task efficiency" prédit que la diversité génétique améliore l'efficacité à effectuer certaines tâches grâce à une expression plus complète et plus souple d'une division du travail génétiquement déterminée. Nous évaluons dans le chapitre 4 si un accroissement de la diversité génétique augmente le polymorphisme de taille des ouvrières, d'où peut ainsi découler une meilleure division du travail. Nous montrons qu'en dépit du fait que la taille des ouvrières soit un caractère héritable, une forte diversité génétique ne se traduit pas par un plus fort polymorphisme chez les ouvrières. Les ouvrières de colonies à plusieurs reines sont plus petites et moins polymorphes que celles des colonies à une seule reine. Dans le chapitre 5, nous démontrons l'existence d'un conflit ouvert entre reines et ouvrières à propos de l'allocation dans les sexes, comme le prédit la théorie de la sélection de parentèle. Nos données révèlent que les reines de F. selysi influencent fortement l'allocation dans les sexes en biaisant la sexe ratio des oeufs. Cependant, certains indices indiquent que les ouvrières éliminent une partie du couvain mâle, ce qui a pour effet d'avoir un investissement dans les sexes au niveau de la population intermédiaire entre les intérêts des reines et des ouvrières.