Accelerated age-related olfactory decline among type 1 Usher patients

Usher Syndrome (USH) is a rare disease with hearing loss, retinitis pigmentosa and, sometimes, vestibular dysfunction. A phenotype heterogeneity is reported. Recent evidence indicates that USH is likely to belong to an emerging class of sensory ciliopathies. Olfaction has recently been implicated in ciliopathies, but the scarce literature about olfaction in USH show conflicting results. We aim to evaluate olfactory impairment as a possible clinical manifestation of USH. Prospective clinical study that included 65 patients with USH and 65 normal age-gender-smoking-habits pair matched subjects. A cross culturally validated version of the Sniffin' Sticks olfaction test was used. Young patients with USH have significantly better olfactory scores than healthy controls. We observe that USH type 1 have a faster ageing olfactory decrease than what happens in healthy subjects, leading to significantly lower olfactory scores in older USH1 patients. Moreover, USH type 1 patients showed significantly higher olfactory scores than USH type 2, what can help distinguishing them. Olfaction represents an attractive tool for USH type classification and pre diagnostic screening due to the low cost and non-invasive nature of the testing. Olfactory dysfunction should be considered among the spectrum of clinical manifestations of Usher syndrome.

Exploration des réseaux de neurones à base d'autoencodeur dans le cadre de la modélisation des données textuelles

Depuis le milieu des années 2000, une nouvelle approche en apprentissage automatique, l'apprentissage de réseaux profonds (deep learning), gagne en popularité. En effet, cette approche a démontré son efficacité pour résoudre divers problèmes en améliorant les résultats obtenus par d'autres techniques qui étaient considérées alors comme étant l'état de l'art. C'est le cas pour le domaine de la reconnaissance d'objets ainsi que pour la reconnaissance de la parole. Sachant cela, l’utilisation des réseaux profonds dans le domaine du Traitement Automatique du Langage Naturel (TALN, Natural Language Processing) est donc une étape logique à suivre. Cette thèse explore différentes structures de réseaux de neurones dans le but de modéliser le texte écrit, se concentrant sur des modèles simples, puissants et rapides à entraîner.

Rôle de la MAP3K DLK dans la réponse des neurones à l'ion calcium, un médiateur de dégénérescence et régénérescence

Le corps humain est composé de plusieurs milliards de cellules neuronales, lesquelles ont un impact primordial sur les systèmes vitaux. En effet, le système nerveux, étant lui-même un système vital du corps humain, effectue de nombreuses fonctions afin de voir au bon fonctionnement des autres systèmes du corps, tels que le système cardiovasculaire, le système digestif, le système musculaire et bien d’autres. Plusieurs maladies neurodégénératives telles que l’Alzheimer et la maladie de Creutzfeldt-Jakob, affectent les cellules nerveuses du corps et occasionnent la perte de différentes fonctions causant une diminution du bien-être et pouvant mener à la mort. La hausse du nombre d’individus atteint de maladies neurodégénératives observée au fils des ans nous montre l’importance de comprendre les phénomènes moléculaires qui se produisent lors des mécanismes de dégénérescence axonale dans les neurones. Lors de ma maîtrise dans le laboratoire du professeur Richard Blouin, j’ai étudié l’impact d’une augmentation intracellulaire de calcium sur la protéine dual leucine zipper kinase (DLK) en utilisant un modèle cellulaire humain, les SH-SY5Y. J’ai pu démontrer que l’entrée de calcium dans la cellule avait un impact sur la quantité de protéine DLK présente dans celles-ci. En effet, j’ai pu observer une diminution de la quantité de DLK dans les cellules suite à une entrée de calcium, un phénomène exclusivement calcium-dépendant. À l’aide d’inhibiteurs pharmacologiques, j’ai pu montrer l’implication, des calpaïnes, des protéases calcium-dépendantes reconnues pour leur rôle dans la dégénérescence axonale. Les essais in vitro montrent que DLK est une cible spécifique des calpaïnes.

Low doses of a neonicotinoid insecticide modify pheromone response thresholds of central but not peripheral olfactory neurons in a pest insect

International audience

Asymmetrical processing of olfactory input in the piriform cortex mediates "activation" of the avian navigation circuitry

The role of odors in the long-distance navigation of birds has elicited intense debate for more than half a century. Failure to resolve many of the issues fueling this debate is due at least in part to the absence of controls for a variety of non-specific effects that odors have on the navigational process. The present experiments were carried out to investigate whether the olfactory inputs are involved only in “activation” of neuronal circuitry involved in navigation or are also playing a role in providing directional information. Experienced adult pigeons were exposed to controlled olfactory stimuli during different segments of the journey (release site vs. displacement + release site). Protein levels of IEGs (immediate early genes used to mark synaptic activity) were analyzed in areas within the olfactory/navigation avian circuitry. The results indicate that 1) exposure to natural odors at the release site (and not before) elicit greater activation across brain regions than exposure to filtered air, artificial odors, and natural odors along the entire outward journey (from home to the release site, inclusive); 2) activation of the piriform cortex in terms of odor discrimination is lateralized; 3) activation of the navigation circuitry is achieved by means of lateralized activation of piriform cortex neurons. Altogether, the findings provide the first direct evidence that activation of the avian navigation circuitry is mediated by asymmetrical processing of olfactory input occurring in the right piriform cortex.

Olfactory dysfunction in young smokers J.

To establish the prevalence of olfactory dysfunction in smoking and non-smoking students of our Faculty who attend the Department of Otolaryngology (ENT) of our Hospital. Materials and method: Students (smokers and non-smokers) that do and do not suffer from olfactory dysfunction. We applied a questionnaire and a pocket smell test for screening all of the students. Results: We evaluated 207 students, between 18 and 30 years old; 50.7% (n=105) were women and 49.3% (n=102) were men. The smokers among them smoked up to 6 packs per year. One hundred twenty three students were non-smokers and 84 students were smokers. Of the 84 students who were smokers, 67 (79.7%) answered the Pocket Smell Test correctly (3/3) and 17 (20.2%) students had one or more errors. We had 123 non-smoker students and 103 (83.7%) students answered the Pocket Smell Test correctly and 20 (16.2%) answered with one or more errors. The prevalence of olfactory dysfunction in young smokers with a 95% conidence interval would be 32.8%. Conclusions: This study informed us about olfactory dysfunctions in our student population and their smoking habits. We corroborate that the Pocket Smell Test is reliable with the questionnaire; nevertheless it is a screening test. We have a population of young people who smoke one cigarette per day and who didn’t have a signiicant alteration in their ability of smell at the time of the study. This is consistent with medical literature. More studies should be conducted in order to expand this information.

Activité physique et récompense : impact de la leptine et de la signalisation STAT3 dans les neurones dopaminergiques

La course d’endurance active le système de récompense (SR) et est reliée aux comportements de recherche alimentaire. L’influence de la leptine sur l’activité physique (AP) volontaire est bien documentée d’un point de vue physiologique, mais très peu en termes d’impact hédonique. La leptine inhibe l’effet récompensant lié à la consommation de nourriture et joue un rôle semblable pour d’autres types de stimuli. La leptine s’arrime à la forme longue du récepteur à la leptine (Leprb) situé sur les neurones à dopamine (DA) et GABA de l’aire tegmentale ventrale (ATV) dans le mésencéphale. Signal transducer and Activator of Transcription 3 (STAT3) est un facteur de transcription important de la cascade de signalisation de la leptine. La phosphorylation de STAT3 n’est détectée que dans une parcelle des neurones DA positifs pour le Leprb, conférant aux neurones DA STAT3-spécifiques des caractéristiques uniques. Nous avons généré un modèle murin invalidé pour STAT3 sélectivement dans les neurones DA (STAT3DAT-KO). La première expérience consistait à évaluer les paramètres métaboliques de base de notre modèle en utilisant les chambres métaboliques Comprehensive Lab Animal Monitoring System (CLAMS), incluant l’activité ambulatoire, le ratio d’échanges respiratoires (RER) et la production de chaleur. Les STAT3DAT-KO sont hyperactives, démontré par une activité locomotrice augmentée, mais aucune variation entre les deux groupes n’est observée pour le RER et la production de chaleur, en plus d’un gain de poids identique. Une stratégie de récupération ciblant la réinsertion de STAT3 dans les neurones DA du système mésolimbique normalise l’AP anciennement plus élevée des STAT3DAT-KO à celle des contrôles, suivant l’accès libre à une roue d’exercice (RE) pour une durée de 4 semaines, suivant l’accès libre à une roue d’exercice (RE) pour une durée de 4 semaines. L’injection d’un psychostimulant (agoniste du récepteur DA de type 1 (D1R), le Chloro-APB-Hydrobromide (SKF 82958)) reflète une fonction dopaminergique réduite chez les STAT3DAT-KO. Un test de recherche compulsive de nourriture révèle une suppression de la prise alimentaire chez les deux groupes expérimentaux. Nous démontrons pour la première fois que la motivation alliée à la course d’endurance, indépendamment de la régulation de la prise alimentaire par la leptine, est dépendant d’une signalisation leptine-STAT3 amoindrie dans les neurones DA du système mésolimbique, révélant STAT3 comme élément clé dans la régulation du tonus dopaminergique et des propriétés récompensantes de l’AP.

Activité physique et récompense : impact de la leptine et de la signalisation STAT3 dans les neurones dopaminergiques

La course d’endurance active le système de récompense (SR) et est reliée aux comportements de recherche alimentaire. L’influence de la leptine sur l’activité physique (AP) volontaire est bien documentée d’un point de vue physiologique, mais très peu en termes d’impact hédonique. La leptine inhibe l’effet récompensant lié à la consommation de nourriture et joue un rôle semblable pour d’autres types de stimuli. La leptine s’arrime à la forme longue du récepteur à la leptine (Leprb) situé sur les neurones à dopamine (DA) et GABA de l’aire tegmentale ventrale (ATV) dans le mésencéphale. Signal transducer and Activator of Transcription 3 (STAT3) est un facteur de transcription important de la cascade de signalisation de la leptine. La phosphorylation de STAT3 n’est détectée que dans une parcelle des neurones DA positifs pour le Leprb, conférant aux neurones DA STAT3-spécifiques des caractéristiques uniques. Nous avons généré un modèle murin invalidé pour STAT3 sélectivement dans les neurones DA (STAT3DAT-KO). La première expérience consistait à évaluer les paramètres métaboliques de base de notre modèle en utilisant les chambres métaboliques Comprehensive Lab Animal Monitoring System (CLAMS), incluant l’activité ambulatoire, le ratio d’échanges respiratoires (RER) et la production de chaleur. Les STAT3DAT-KO sont hyperactives, démontré par une activité locomotrice augmentée, mais aucune variation entre les deux groupes n’est observée pour le RER et la production de chaleur, en plus d’un gain de poids identique. Une stratégie de récupération ciblant la réinsertion de STAT3 dans les neurones DA du système mésolimbique normalise l’AP anciennement plus élevée des STAT3DAT-KO à celle des contrôles, suivant l’accès libre à une roue d’exercice (RE) pour une durée de 4 semaines, suivant l’accès libre à une roue d’exercice (RE) pour une durée de 4 semaines. L’injection d’un psychostimulant (agoniste du récepteur DA de type 1 (D1R), le Chloro-APB-Hydrobromide (SKF 82958)) reflète une fonction dopaminergique réduite chez les STAT3DAT-KO. Un test de recherche compulsive de nourriture révèle une suppression de la prise alimentaire chez les deux groupes expérimentaux. Nous démontrons pour la première fois que la motivation alliée à la course d’endurance, indépendamment de la régulation de la prise alimentaire par la leptine, est dépendant d’une signalisation leptine-STAT3 amoindrie dans les neurones DA du système mésolimbique, révélant STAT3 comme élément clé dans la régulation du tonus dopaminergique et des propriétés récompensantes de l’AP.

Applying a new version of the Brazilian-Portuguese UPSIT smell test in Brazil

Standardized olfactory tests are now available to quantitatively assess disorders of olfaction. A Brazilian-Portuguese version of the University of Pennsylvania Smell Identification Test (UPSIT) is currently being developed specifically for the Brazilian population. The most recent Brazilian-Portuguese version of the UPSIT (UPSIT-Br2) was administered to 88 Brazilian subjects who had no history of neurological or otorhinolaryngological disease. UPSIT-Br2 scores decreased with age, were lower in men than in women, and were lower in subjects with lower income. The degree to which the poorer performance of subjects with lower socio-economic status reflects lack of familiarity with test items is not known. Although this version of the UPSIT provides a sensitive and useful test of smell function for the Brazilian population, a revision of some test items is needed to achieve comparable norms to those found using the North American UPSIT in the United States.

A scientific note: Foragers deposit attractive scent marks in a stingless bee that does not communicate food location

National Science Foundation NSF IBN[0316697]

Active Dendrites Enhance Neuronal Dynamic Range

Since the first experimental evidences of active conductances in dendrites, most neurons have been shown to exhibit dendritic excitability through the expression of a variety of voltage-gated ion channels. However, despite experimental and theoretical efforts undertaken in the past decades, the role of this excitability for some kind of dendritic computation has remained elusive. Here we show that, owing to very general properties of excitable media, the average output of a model of an active dendritic tree is a highly non-linear function of its afferent rate, attaining extremely large dynamic ranges (above 50 dB). Moreover, the model yields double-sigmoid response functions as experimentally observed in retinal ganglion cells. We claim that enhancement of dynamic range is the primary functional role of active dendritic conductances. We predict that neurons with larger dendritic trees should have larger dynamic range and that blocking of active conductances should lead to a decrease in dynamic range.

Structure of an Odorant-Binding Protein from the Mosquito Aedes aegypti Suggests a Binding Pocket Covered by a pH-Sensitive ""Lid""

Background: The yellow fever mosquito, Aedes aegypti, is the primary vector for the viruses that cause yellow fever, mostly in tropical regions of Africa and in parts of South America, and human dengue, which infects 100 million people yearly in the tropics and subtropics. A better understanding of the structural biology of olfactory proteins may pave the way for the development of environmentally-friendly mosquito attractants and repellents, which may ultimately contribute to reduction of mosquito biting and disease transmission. Methodology: Previously, we isolated and cloned a major, female-enriched odorant-binding protein (OBP) from the yellow fever mosquito, AaegOBP1, which was later inadvertently renamed AaegOBP39. We prepared recombinant samples of AaegOBP1 by using an expression system that allows proper formation of disulfide bridges and generates functional OBPs, which are indistinguishable from native OBPs. We crystallized AaegOBP1 and determined its three-dimensional structure at 1.85 angstrom resolution by molecular replacement based on the structure of the malaria mosquito OBP, AgamOBP1, the only mosquito OBP structure known to date. Conclusion: The structure of AaegOBP1 (= AaegOBP39) shares the common fold of insect OBPs with six alpha-helices knitted by three disulfide bonds. A long molecule of polyethylene glycol (PEG) was built into the electron-density maps identified in a long tunnel formed by a crystallographic dimer of AaegOBP1. Circular dichroism analysis indicated that delipidated AaegOBP1 undergoes a pH-dependent conformational change, which may lead to release of odorant at low pH (as in the environment in the vicinity of odorant receptors). A C-terminal loop covers the binding cavity and this ""lid"" may be opened by disruption of an array of acid-labile hydrogen bonds thus explaining reduced or no binding affinity at low pH.

Ric-8A, a G alpha protein guanine nucleotide exchange factor potentiates taste receptor signaling

Taste receptors for sweet, bitter and umami tastants are G-protein-coupled receptors (GPCRs). While much effort has been devoted to understanding G-protein-receptor interactions and identifying the components of the signalling cascade downstream of these receptors, at the level of the G-protein the modulation of receptor signal transduction remains relatively unexplored. In this regard a taste-specific regulator of G-protein signaling (RGS), RGS21, has recently been identified. To study whether guanine nucleotide exchange factors (GEFs) are involved in the transduction of the signal downstream of the taste GPCRs we investigated the expression of Ric-8A and Ric-8B in mouse taste cells and their interaction with G-protein subunits found in taste buds. Mammalian Ric-8 proteins were initially identified as potent GEFs for a range of G alpha subunits and Ric-8B has recently been shown to amplify olfactory signal transduction. We find that both Ric-8A and Ric-8B are expressed in a large portion of taste bud cells and that most of these cells contain IP3R-3 a marker for sweet, umami and bitter taste receptor cells. Ric-8A interacts with G alpha-gustducin and G alpha i2 through which it amplifies the signal transduction of hTas2R16, a receptor for bitter compounds. Overall, these findings are consistent with a role for Ric-8 in mammalian taste signal transduction.

SENSORY APPROACH TO MEASURE FRAGRANCE INTENSITY ON THE SKIN

Sensory analysis is a precise and descriptive measuring technique to quantify human responses to stimuli. Odor, one of these stimuli, is basically the result of the interaction between a chemical stimulus and the olfactory receptor system, which can be described using a number of different dimensions and measures through different sensory tests: threshold, intensity and quality. To measure fragrance performance on the skin, these parameters are very important, but the main attribute to be evaluated is substantivity, thus the importance of the sensory scale chosen to measure perception, discriminate different intensities and determine the substantivity of the fragrance. Some studies comparing the labeled magnitude scale (LMS) with other magnitude scales and their derivations showed that the use of the LMS scale to measure fragrance intensity could semantically understand the intensity of the stimulus. Tests using this scale confirmed the applicability and efficiency of the LMS. PRACTICAL APPLICATIONS The objective of this article is to review the techniques used to measure odor and fragrance intensities applied on the skin. The review shows general sensory techniques and their goals, the newest olfactory mechanism and its contribution to sensory evaluation and which attributes should be considered to measure odor. Substantivity/retentivity or longevity can be regarded as the most important attributes if you want to measure fragrance performance on the skin. Past studies showed different scales tested to measure odor, and some of them demonstrated that the labeled magnitude scale is very suitable to measure fragrance on the skin.