Neuron-Derived Semaphorin 3A is an Early Inducer of Vascular Permeability in Diabetic Retinopathy

La détérioration de la barrière hémato rétinienne et l'oedème maculaire consécutif est une manifestation cardinale de la rétinopathie diabétique (RD) et la caractéristique clinique la plus étroitement associée à la perte de la vue. Alors que l'oedème maculaire affecte plus de 25% des patients souffrant de diabète, les modalités de traitement actuellement disponibles tels que les corticostéroïdes administrés localement et les thérapies anti-VEGF récemment approuvés présentent plusieurs inconvénients. Bien que le lien entre une rupture de l’unité neuro-vasculaire et la pathogénèse de la RD ait récemment été établi, l’influence de la signalisation neuro-vasculaire sur la vasculopathie oculaire diabetique a jusqu’à présent reçu peu d’attention. Ici, à l’aide d’ètudes humaines et animales, nous fournissons la première preuve du rôle essentiel de la molécule de guidage neuronale classique Sémaphorine 3A dans l’instigation de la perméabilité vasculaire maculaire pathologique dans le diabète de type 1. L’étude de la dynamique d’expression de Sémaphorine 3A révèle que cette dernière est induite dans les phases précoces hyperglycèmiques du diabète dans la rétine neuronale et participe à la rupture initiale de la fonction de barrière endothéliale. En utilisant le modèle de souris streptozotocine pour simuler la rétinopathie diabétique humaine, nous avons démontré par une série d’approches analogue que la neutralisation de Sémaphorine 3A empêche de façon efficace une fuite vasculaire rétinienne. Nos résultats identifient une nouvelle cible thérapeutique pour l’oedème maculaire diabétique en plus de fournir d’autres preuves de communication neuro-vasculaire dans la pathogènese de la RD.

The impact of early life adversity on cortical structure in adolescent twins followed since birth

Des études animales ont montré que l’exposition du foetus à l’adversité affecte le développement cérébral et la régulation d’émotions plus tard. Cette régulation serait reliée aux changements structurels cérébraux, particulièrement au circuit fronto-limbique. Cependant, ces résultats n’ont pas été entièrement répliqués chez l’humain. Le but de cette étude était de tester si l'adversité précoce conduit à des altérations structurelles des régions (orbitofrontal, préfrontal, cingulaire) fronto-limbiques, identifiées comme régions-clés dans la (de)régulation d’émotions. Les mesures principales de l’adversité étaient un poids léger à la naissance et l’hostilité maternelle puisqu’ils étaient parmi les plus prédictifs des résultats développementaux et comportementaux chez l’humain. Les mesures secondaires, incluant le tempérament difficile d’enfant et l’impulsivité en adolescence, étaient utilisées du à leur lien avec le développement cérébral et émotionnel. Les participants étaient des jumeaux identiques, membres de l’Étude des Jumeaux Nouveau-nés du Québec (ÉJNQ, N = 650 paires) suivis depuis 5 mois à 15 ans, leur âge actuel. Ceci a permis de mieux contrôler le facteur génétique et ainsi mieux isoler les effets d’environnement. Trente-sept paires ont été recrutées. La structure cérébrale de chacun, obtenue avec l’imagerie par résonance magnétique, a été analysée avec la régression linéaire. Le poids à la naissance n’a eu aucun effet. L’hostilité maternelle a prédit une réduction de l’aire du gyrus cingulaire postérieur. Tempérament difficile a prédit une réduction de l’aire du cortex orbitofrontal. L’impulsivité était associée avec l’aire et volume du cortex préfrontal réduits. Ces résultats soulignent l’importance des interventions précoces afin d’empêcher des altérations menant à la psychopathologie.

Étude des tachykinines et de leurs dérivés peptidiques associés à la douleur neuropathique grâce à l’utilisation de modèles animaux et de la chromatographie en phase liquide couplée à la spectrométrie de masse

Thèse réalisée en co-tutelle avec l'Université Claude Bernard de Lyon 1, en France.

Systematics and floral evolution of the Dialiinae (Caesalpinioideae), a diverse lineage of tropical legumes

Le clade Dialiinae représente l’une des premières lignées de la sous-famille Caesalpinioideae des Leguminosae. Il se compose de 17 genres (environ 90 espèces), avec des taxons qui sont répandus dans toutes les régions tropicales du monde. Morphologiquement, le groupe comprend un assemblage divers de taxons qui peut représenter une «phase expérimentale» dans l’évolution florale des légumineuses. Différents représentants du clade présentent de la poly-, mono-, et asymétrie, et semblent avoir subi un haut degré de perte d’organe, produisant, dans certains cas, des fleurs extrêmement réduites qui sont à peine reconnaissables comme appartenant à la famille des légumineuses. Afin d’obtenir une image plus claire de l’évolution florale du clade Dialiinae, une phylogénie bien résolue et bien soutenue est nécessaire. Dans le but de créer une telle phylogénie, un total de 37 échantillons d’ADN des Dialiinae a été séquencé pour deux régions chloroplastiques, soit rps16 et trnL. De plus, une étude morphologique complète a été réalisée. Un total de 135 caractères végétatifs et reproductifs a été évalué pour 79 espèces de Dialiinae et pour quatre groupes externes. Les analyses phylogénétiques ont d’abord été effectuées sur un groupe restreint de taxons pour lesquels les trois types de données étaient disponibles. Les nœuds fortement soutenus de cette phylogénie ont ensuite été utilisés comme contrainte pour une seconde analyse de parcimonie avec les données morphologiques d’un ensemble plus important de taxons. Les caractères morphologiques ont été optimisés sur l’un des arbres les plus parcimonieux de cette seconde analyse. Un certain nombre de nouvelles relations au niveau de l’espèce ont été résolues, créant une image plus claire quant à l’évolution de la forme florale dans le temps, particulièrement pour les genres Labichea et Dialium. En plus de leur morphologie florale mature diverse, les Dialiinae sont également très variables dans leur ontogénèse florale, affichant à la fois la perte et la suppression des organes, et présentant une variété de modes d’initiation d’organes. Afin de construire une image plus complète du développement floral et de l’évolution dans ce clade, l’ontogénèse florale de plusieurs espèces non documentées à ce jour a été étudiée. La série complète du développement a été compilée pour six espèces de Dialiinae; quatre de Dialium, ainsi que Poeppigia procera et Mendoravia dumaziana. Le mode et le moment de l’initiation des organes étaient pour la plupart uniforme pour toutes les espèces de Dialium étudiés. Tant pour ce qui est des gains ou des pertes d’organes chez Dialium, une tendance est apparente – l’absence d’organe abaxial. Que ce soit pour les sépales ou les étamines, les gains se produisent toujours en position médiane adaxiale, tandis que les étamines et les pétales perdus sont toujours les organes les plus ventraux. Les taxons étudiés ici illustrent le manque apparent de canalisation du développement observé chez les Caesalpinioideae. Cette plasticité ontogénétique est le reflet de la diversité morphologique au niveau des fleurs tel qu’observée dans l’ensemble de la sous-famille. Une des espèces de Dialiinae, Apuleia leiocarpa, produit une inflorescence andromonoïque, une caractéristique qui est unique en son clade et rare dans les légumineuses dans son ensemble. La microscopie optique et électronique ont été utilisées pour entreprendre une étude détaillée de la morphologie florale de ce taxon. On a constaté que tandis que les fleurs hermaphrodites produisent un seul carpelle et deux étamines, les fleurs staminées produisent trois étamines sans toutefois montrer signe de développement du carpelle. Les inflorescences semblent produire près de quatre fois plus de fleurs staminées que de fleurs hermaphrodites, lesquelles occupent toujours la position centrale de l’inflorescence cymeuse. Ce ratio élevé mâle/bisexuel et la détermination précoce du sexe chez Apuleia sont rares chez les Caesalpinioideae, ce qui suggère que l’andromonoecie se développe dans ce genre comme un moyen d’accroître la dispersion du pollen plutôt qu’en réponse à des limitations de ressources.

A la rencontre de l'animal sauvage : dynamiques, usages et enjeux du récréotourisme faunique

Historiquement, les animaux sauvages ont toujours représenté une ressource pour les hommes, assurant la sécurité alimentaire des sociétés locales et traditionnelles. L’exploitation touristique de la faune implique dès lors une évolution dans les modes de vie, la culture et les identités locales. L’objectif de cette recherche doctorale est d’analyser le récréotourisme faunique. Les activités récréotouristiques autour de la faune sauvage traduisent une requalification de la ressource faune, ce qui a des impacts à la fois sur les espaces humains et non humains, les jeux de construction territoriale et sur les rapports développés à la faune sauvage. Ce travail analyse les rapports que les sociétés entretiennent avec la faune sauvage à travers les activités récréotouristiques de chasse et de vision. Ces deux formes de tourisme sont généralement opposées car le tourisme de vision est présenté comme un usage non-consomptif de la ressource alors que le tourisme de chasse est reconnu comme un usage consomptif de la ressource. Dépassant certaines idées reçues sur les pratiques de la chasse et une approche manichéenne entre ces différentes activités, il convient d’interroger les distinctions et / ou le rapport dialogique entre ces pratiques. Afin de conduire cette recherche, le choix d’une analyse comparative a été retenu, laquelle se propose de mettre en perspective différentes études de cas en France et au Canada. Ce travail comparatif permet de mieux comprendre les enjeux touristiques et territoriaux associés à la gestion de la faune sauvage et de penser la transférabilité des processus observés entre différents terrains d’études. D’un point de vue méthodologique, ce travail doctoral nous a conduite à définir un cadre analytique organisé autour de quatre entrées croisant des (i) aspects conceptuels, (ii) l’analyse d’archives, (iii) des méthodes d’observation ainsi que (iv) des outils d’analyse des rapports homme / faune via l’analyse de discours des populations touristiques. La première partie de ce travail présente le contexte théorique de l’étude et la démarche systémique de cette recherche (chapitre 1, 2 et 3). En termes de résultat, ces présupposés méthodologiques et théoriques nous ont permis d’analyser comment les dynamiques du récréotourisme faunique agissent, réagissent et rétroagissent sur l’ensemble du système territorial. Ainsi, la deuxième partie interroge l’organisation socio-spatiale des activités récréotouristiques de chasse et de vision (chapitre 4 et 5). Ces différentes formes de tourisme sont analysées en prenant en compte l’implantation de ces activités au sein des territoires, les attentes touristiques de la part des visiteurs, et les effets des différentes pratiques sur les populations fauniques. La troisième et dernière partie s’intéresse à l’évolution des rapports hommes / faune sauvage dans le temps et l’espace au regard des activités récréotouristiques développées. Le chapitre 6 s’intéresse aux rapports dialectiques entre processus de patrimonialisation et les usages acceptés ou non de la ressource faunique, alors que le chapitre 7 propose une réflexion sur les rapports hommes / animaux à l’échelle de l’individu en interrogeant l’éthique de chacun dans ses usages, ses comportements et ses pratiques développés autour de la faune sauvage.

Analysis of Fluctuations in the Early Universe Using Fokker-Planck Formalism

The thesis begins with a review of basic elements of general theory of relativity (GTR) which forms the basis for the theoretical interpretation of the observations in cosmology. The first chapter also discusses the standard model in cosmology, namely the Friedmann model, its predictions and problems. We have also made a brief discussion on fractals and inflation of the early universe in the first chapter. In the second chapter we discuss the formulation of a new approach to cosmology namely a stochastic approach. In this model, the dynam ics of the early universe is described by a set of non-deterministic, Langevin type equations and we derive the solutions using the Fokker—Planck formalism. Here we demonstrate how the problems with the standard model, can be eliminated by introducing the idea of stochastic fluctuations in the early universe. Many recent observations indicate that the present universe may be approximated by a many component fluid and we assume that only the total energy density is conserved. This, in turn, leads to energy transfer between different components of the cosmic fluid and fluctuations in such energy transfer can certainly induce fluctuations in the mean to factor in the equation of state p = wp, resulting in a fluctuating expansion rate for the universe. The third chapter discusses the stochastic evolution of the cosmological parameters in the early universe, using the new approach. The penultimate chapter is about the refinements to be made in the present model, by means of a new deterministic model The concluding chapter presents a discussion on other problems with the conventional cosmology, like fractal correlation of galactic distribution. The author attempts an explanation for this problem using the stochastic approach.

Factores perinatales para riesgo de sobrepeso y obesidad en niños de 4 a 5 años en Colombia 2010.

Introducción: La OMS revela que en 2010 alrededor de 43 millones de niños menores de 5 años presentan sobrepeso. En Colombia según la Encuesta Nacional de Situación Nutricional en Colombia en su versión 2005, mostraba una prevalencia general de sobrepeso de 3.1% niños de 0 a 4 años. Es una condición de salud de origen multifactorial en la que interviene factores genéticos, ambientales, maternos y perinatales. Objetivo: Establecer la asociación de riesgo entre el bajo peso al nacer y el desarrollo de sobrepeso y obesidad en niños de 4 a 5 años. Metodología: Se realizó un estudio observacional descriptivo retrospectivo de corte transversal con los datos nutricionales, maternos y perinatales de la Encuesta Nacional de Demografía en Salud del año 2010 en Colombia. Se analizó la asociación entre la variable independiente bajo peso al nacer con el desenlace sobrepeso y obesidad en menores de 4 a 5 años, usando como medida el IMC según la edad. Se realizaron análisis univariados, bivariados y de regresión logística con un modelo de riesgo según las variables que inciden en el desenlace y la variable independiente. Resultados: La muestra obtenida para el estudio fue de 2166 niños de 4 a 5 años de edad quienes cumplían los criterios de inclusión. La prevalencia de sobrepeso u obesidad en la primera infancia fue de 21.8% (472) y el bajo peso al nacer. Los resultados sugieren la asociación de bajo peso y sobrepeso u obesidad es de ORajustado= 0.560 (0.356 – 0.881). Conclusiones: Los resultados sugieren que existe una asociación como factor protector entre el bajo peso y el sobrepeso u obesidad en la primera infancia. Sin embargo, debido al comportamiento de las variables consideradas en la muestra no hay suficiente información para rechazar completamente la hipótesis nula.

Development of practical methodology and indicators for on-farm animal welfare assessment

163 p.

Investigating early hominin dispersal patterns: developing a framework for climate data integration

An investigation using the Stepping Out model of early hominin dispersal out of Africa is presented here. The late arrival of early hominins into Europe, as deduced from the fossil record, is shown to be consistent with poor ability of these hominins to survive in the Eurasian landscape. The present study also extends the understanding of modelling results from the original study by Mithen and Reed (2002. Stepping out: a computer simulation of hominid dispersal from Africa. J. Hum. Evol. 43, 433-462). The representation of climate and vegetation patterns has been improved through the use of climate model output. This study demonstrates that interpretative confidence may be strengthened, and new insights gained when climate models and hominin dispersal models are integrated. (C) 2007 Elsevier Ltd. All rights reserved.

The use of early lactation milk protein content to predict subsequent fertility performance and likelihood of culling, in commercial dairy cows

A dataset of 1,846,990 completed lactation record,; was created Using milk recording data from 8,967 commercial dairy farms in the United Kingdom over a five year period. Herd-specific lactation curves describing levels of milk, Cat and protein by lactation number and month of calving were generated for each farm. The actual yield of milk and protein proportion at the first milk recording of individual cow lactations were compared with the levels taken from the lactation curves. Logistic regression analysis showed that cows production milk with a lower percentage of protein than average had a significantly lower probability of being in-calf at 100 days post calving and it significantly higher probability of being culled at the end of lactation. The culling rates derived from the studied database demonstrate the current high wastage rate of commercial dairy cows. Well of this wastage is due to involuntary culling as a result of reproductive failure.

Bacterial evolution by genomic island transfer occurs via DNA transformation in planta

Our understanding of the evolution of microbial pathogens has been advanced by the discovery of "islands" of DNA that differ from core genomes and contain determinants of virulence [1, 2]. The acquisition of genomic islands (GIs) by horizontal gene transfer (HGT) is thought to have played a major role in microbial evolution. There are, however, few practical demonstrations of the acquisition of genes that control virulence, and, significantly, all have been achieved outside the animal or plant host. Loss of a GI from the bean pathogen Pseudomonas syringae pv. phaseolicola (Pph) is driven by exposure to the stress imposed by the plant's resistance response [3]. Here, we show that the complete episomal island, which carries pathogenicity genes including the effector avrPphB, transfers between strains of Pph by transformation in planta and inserts at a specific att site in the genome of the recipient. Our results show that the evolution of bacterial pathogens by HGT may be achieved via transformation, the simplest mechanism of DNA exchange. This process is activated by exposure to plant defenses, when the pathogen is in greatest need of acquiring new genetic traits to alleviate the antimicrobial stress imposed by plant innate immunity [4].

Phoretic mites associated with animal and human decomposition

Phoretic mites are likely the most abundant arthropods found on carcases and corpses. They outnumber their scavenger carriers in both number and diversity. Many phoretic mites travel on scavenger insects and are highly specific; they will arrive on a particular species of host and no other. Because of this, they may be useful as trace indicators of their carriers even when their carriers are absent. Phoretic mites can be valuable markers of time. They are usually found in a specialised transitional transport or dispersal stage, often moulting and transforming to adults shortly after arrival on a carcase or corpse. Many are characterised by faster development and generation cycles than their carriers. Humans are normally unaware, but we too carry mites; they are skin mites that are present in our clothes. More than 212 phoretic mite species associated with carcases have been reported in the literature. Among these, mites belonging to the Mesostigmata form the dominant group, represented by 127 species with 25 phoretic mite species belonging to the family Parasitidae and 48 to the Macrochelidae. Most of these mesostigmatids are associated with particular species of flies or carrion beetles, though some are associated with small mammals arriving during the early stages of decomposition. During dry decay, members of the Astigmata are more frequently found; 52 species are phoretic on scavengers, and the majority of these travel on late-arriving scavengers such as hide beetles, skin beetles and moths. Several species of carrion beetles can visit a corpse simultaneously, and each may carry 1-10 species of phoretic mites. An informative diversity of phoretic mites may be found on a decaying carcass at any given time. The composition of the phoretic mite assemblage on a carcass might provide valuable information about the conditions of and time elapsed since death.

Longevity, early emergence and body size in a pollinating fig wasp - implications for stability in a fig-pollinator mutualism

1. Fig trees (Ficus) are pollinated only by agaonid wasps, whose larvae also gall fig ovules. Each ovule develops into either a seed (when pollinated) or a wasp (when an egg is also laid inside) but not both. 2. Ovipositing wasps (foundresses) favour ovules near the centre of the enclosed inflorescence (syconium or 'fig'), leaving ovules near the outer wall to develop into seeds. This spatial stratification of wasps and seeds ensures reproduction in both partners, and thereby enables mutualism persistence. However, the mechanism(s) responsible remain(s) unknown. 3. Theory shows that foundresses will search for increasingly rare inner ovules and ignore outer ovules, as long as ovipositing in outer ovules is sufficiently slow and/or if inner ovules confer greater fitness to wasps. The fig-pollinator mutualism can therefore be stabilized by strong time constraints on foundresses and by offspring fitness gradients over variation in ovule position. 4. Female fig wasps cannot leave their galls without male assistance. We found that females in outer ovules were unlikely to be released. Inner ovules thus have added value to foundresses, because their female offspring are more likely to mate and disperse. 5. For those offspring that did emerge, gall position (inner/outer) and body size did not influence the order in which female pollinators exited syconia, nor did early emerging wasps enjoy increased life spans. 6. We also found that the life spans of female wasps nearly doubled when given access to moisture. We suggest that conflict resolution in the fig-pollinator mutualism may thus be influenced by tropical seasonality, because wasps may be less able to over-exploit ovules in dry periods due to time constraints.

The role of biotic and abiotic factors in evolution of ant dispersal in the milkwort family (Polygalaceae)

A phylogenetic approach was taken to investigate the evolutionary history of seed appendages in the plant family Polygalaceae (Fabales) and determine which factors might be associated with evolution of elaiosomes through comparisons to abiotic (climate) and biotic (ant species number and abundance) timelines. Molecular datasets from three plastid regions representing 160 species were used to reconstruct a phylogenetic tree of the order Fabales, focusing on Polygalaceae. Bayesian dating methods were used to estimate the age of the appearance of ant-dispersed elaiosomes in Polygalaceae, shown by likelihood optimizations to have a single origin in the family. Topology-based tests indicated a diversification rate shift associated with appearance of caruncular elaiosomes. We show that evolution of the caruncular elaiosome type currently associated with ant dispersal occurred 54.0-50.5 million year ago. This is long after an estimated increase in ant lineages in the Late Cretaceous based on molecular studies, but broadly concomitant with increasing global temperatures culminating in the Late Paleocene-Early Eocene thermal maxima. These results suggest that although most major ant clades were present when elaiosomes appeared, the environmental significance of elaiosomes may have been an important factor in success of elaiosome-bearing lineages. Ecological abundance of ants is perhaps more important than lineage numbers in determining significance of ant dispersal. Thus, our observation that elaiosomes predate increased ecological abundance of ants inferred from amber deposits could be indicative of an initial abiotic environmental function.