Canine distemper virus : persistence and pathology in the central nervous system

Résumé : Le virus de la maladie de Carré (en anglais: canine distemper virus, CDV) qui est pathogène pour les chiens et autres carnivores, est très semblable au virus de la rougeole humaine (en anglais MV). Ces deux virus font partie du genre des Morbillivirus qui appartient à la famille des Paramyxoviridae. Ils induisent des complications dans le système nerveux central (SNC). Au stade précoce et aigu de l'infection du SNC, le CDV induit une démyélinisation (1). Ce stade évolue dans certains cas vers une infection chronique avec progression de la démyélinisation. Pendant le stade précoce, qui suit en général de trois semaines les premiers symptômes, le processus de démyélinisation est associé à la réplication du virus et n'est pas considéré comme inflammatoire (1). Par contre, au stade chronique, la progression des plaques de démyélinisation semble être plutôt liée à des processus immunogènes caractéristiques (2), retrouvés également dans la sclérose en plaques (SEP) chez les humains. Pour cette raison, le CDV est considéré comme un modèle pour la SEP humaine et aussi pour l'étude des maladies et complications induites par les Morbillivirus en général (3). Dans notre laboratoire, nous avons utilisé la souche A75/17-CDV, qui est considérée comme le modèle des souches neurovirulentes de CDV. Nous avons cherché en premier lieu à établir un système robuste pour infecter des cultures neuronales avec le CDV. Nous avons choisi les cultures primaires de l'hippocampe du nouveau-né de rat (4), que nous avons ensuite infecté avec une version modifiée du A75/17, appelée rgA75/17-V (5). Dans ces cultures, nous avons prouvé que le CDV infecte des neurones et des astrocytes. Malgré une infection qui se diffuse lentement entre les cellules, cette infection cause une mort massive aussi bien des neurones infectés que non infectés. En parallèle, les astrocytes perdent leur morphologie de type étoilé pour un type polygonal. Finalment, nous avons trouvé une augmentation importante de la concentration en glutamate dans le milieu de culture, qui laisse présumer une sécrétion de glutamate par les cultures infectées (6). Nous avons ensuite étudié le mécanisme des effets cytopathiques induits par le CDV. Nous avons d'abord démontré que les glycoprotéines de surface F et H du CDV s'accumulent massivement dans le réticulum endoplasmique (RE). Cette accumulation déclenche un stress du RE, qui est caractérisé par une forte expression du facteur de transcription proapoptotique CHOP/GADD 153 et de le la calreticuline (CRT). La CRT est une protéine chaperonne localisée dans le RE et impliquée dans l'homéostasie du calcium (Ca2+) et dans le repliement des protéines. En transfectant des cellules de Vero avec des plasmides codant pour plusieurs mutants de la glycoprotéine F de CDV, nous avons démontré une corrélation entre l'accumulation des protéines virales dans le RE et l'augmentation de l'expression de CRT, le stress du RE et la perte de l'homéostasie du Ca2+. Nous avons obtenu des résultats semblables avec des cultures de cellules primaires de cerveau de rat. Ces résultats suggèrent que la CRT joue un rôle crucial dans les phénomènes neurodégénératifs pendant l'infection du SNC, notamment par le relazgage du glutamate via le Ca2+. De manière intéressante, nous démontrons également que l'infection de CDV induit une fragmentation atypique de la CRT. Cette fragmentation induit une re-localisation et une exposition sélective de fragments amino-terminaux de la CRT, connus pour êtres fortement immunogènes à la surface des cellules infectées et non infectées. A partir de ce résultat et des résultats précédents, nous proposons le mécanisme suivant: après l'infection par le CDV, la rétention dans le RE des protéines F et H provoque un stress du RE et une perte de l'homéostasie du Ca2+. Ceci induit la libération du glutamate, qui cause une dégénération rapide du SNC (sur plusieurs jours ou semaines) correspondant à la phase aiguë de la maladie chez le chien. En revanche, les fragments amino-terminaux de la CRT libérés à la surface des cellules infectées peuvent avoir un rôle important dans l'établissement d'une démyélinisation d'origine immunogène, typique de la phase chronique de l'infection de CDV. Summary : The dog pathogen canine distemper virus (CDV), closely related to the human pathogen measles virus (MV), belongs to the Morbillivirus genus of the Paramyxoviridae family. Both CDV and NIV induce complications in the central nervous system (CNS). In the acute early stage of the infection in CNS, the CDV infection induces demyelination. This stage is sometimes followed by a late persistent stage of infection with a progression of the demyelinating lesions (1). The acute early stage occurs around three weeks after the infection and demyelinating processes are associated with active virus replication and are not associated to inflammation (1). In contrast during late persistent stage, the demyelination plaque progression seems to be mainly due to an immunopathological process (2), which characteristics are shared in many aspects with the human disease multiple sclerosis (MS). For these reasons, CDV is considered as a model for human multiple sclerosis, as well as for the study of Morbillivirus-mediated pathogenesis (3). In our laboratory, we used the A75/17-CDV strain that is considered to be the prototype of neurovirulent CDV strain. We first sought to establish a well characterized and robust model for CDV infection of a neuronal culture. We chose primary cultures from newborn rat hippocampes (4) that we infected with a modified version of A75/17, called rgA75/17-V (5). In these cultures, we showed that CDV infects both neurons and astrocytes. While the infection spreads only slowly to neighbouring cells, it causes a massive death of neurons, which includes also non-infected neurons. In parallel, astrocytes undergo morphological changes from the stellate type to the polygonal type. The pharmacological blocking of the glutamate receptors revealed an implication of glutamatergic signalling in the virus-mediated cytopathic effect. Finally, we found a drastic increase concentration of glutamate in the culture medium, suggesting that glutamate was released from the cultured cells (6). We further studied the mechanism of the CDV-induced cytopathic effects. We first demonstrated that the CDV surface glycoprotein F and H markedly accumulate in the endoplasmic reticulum (ER). This accumulation triggers an ER stress, which is characterized by increased expression of the proapoptotic transcription factor CHOP/GADD 153 and calreticulin (CRT). CRT is an ER resident chaperon involved in the Ca2+ homeostasis and in the response to misfolded proteins. Transfections of Vero cells with plasmids encoding various CDV glycoprotein mutants reveal a correlation between accumulation of viral proteins in the ER, CRT overexpression, ER stress and alteration of ER Ca2+ homeostasis. Importantly, similar results are also obtained in primary cell cultures from rat brain. These results suggest that CRT plays a crucial role in CNS infection, particularly due to CRT involvement in Ca2+ mediated glutamate releases, and subsequent neurodegenerative disorders. Very intriguingly, we also demonstrated that CDV infection induces an atypical CRT fragmentation, with relocalisation and selective exposure of the highly immunogenic CRT N-terminal fragments at the surface of infected and neighbouring non-infected cells. Altogether our results combined with previous findings suggest the following scenario. After CDV infection, F and H retention alter Ca2+ homeostasis, and induce glutamate release, which in turn causes rapid CNS degeneration (within days or a week) corresponding to the acute phase of the disease in dogs. In contrast, the CRT N-terminal fragments released at the surface of infected cells may rather have an important role in the establishment of the autoimmune demyelination in the late stage of CDV infection.

Social and medical vulnerability factors of emergency department frequent users in a universal health insurance system

Objectifs - Identifier les facteurs de vulnérabilité sociaux et médicaux associés au recours multiple aux consultations des urgences. - Déterminer si les patients à recours multiple sont plus à même de combiner ces facteurs dans un système d'assurance universelle. Méthode Il s'agit d'une étude cas-contrôle rétrospective basée sur l'étude de dossiers médico-administratifs comparant des échantillons randomisés de patients à recours multiple à des patients n'appartenant pas à cette catégorie, au sein des urgences du Centre Hospitalier Universitaire Vaudois et de la Policlinique Médicale Universitaire de Lausanne. Les auteurs ont défini les patients à recours multiple comme comptabilisant au moins quatre consultations aux urgences durant les douze mois précédents. Les patients adultes (>18 ans) ayant consulté les urgences entre avril 2008 et mars 2009 (période d'étude) étaient inclus ; ceux quittant les urgences sans décharge médicale étaient exclus. Pour chaque patient, le premier dossier d'urgence informatisé inclus dans la période d'étude était sélectionné pour l'extraction des données. Outre les variables démographiques de base, les variables d'intérêt comprennent des caractéristiques sociales (emploi, type de résidence) et médicales (diagnostic principal aux urgences). Les facteurs sociaux et médicaux significatifs ont été utilisés dans la construction d'un modèle de régression logistique, afin de déterminer les facteurs associés avec le recours multiple aux urgences. De plus, la combinaison des facteurs sociaux et médicaux a été étudiée. Résultats Au total, 359/Γ591 patients à recours multiple et 360/34'263 contrôles ont été sélectionnés. Les patients à recours multiple représentaient moins d'un vingtième de tous les patients des urgences (4.4%), mais engendraient 12.1% de toutes les consultations (5'813/48'117), avec un record de 73 consultations. Aucune différence en termes d'âge ou de genre n'est apparue, mais davantage de patients à recours multiples étaient d'une nationalité autre que suisse ou européenne (n=117 [32.6%] vs n=83 [23.1%], p=0.003). L'analyse multivariée a montré que les facteurs de vulnérabilité sociaux et médicaux les plus fortement associés au recours multiple aux urgences étaient : être sous tutelle (Odds ratio [OR] ajusté = 15.8; intervalle de confiance [IC] à 95% = 1.7 à 147.3), habiter plus proche des urgences (OR ajusté = 4.6; IC95% = 2.8 à 7.6), être non assuré (OR ajusté = 2.5; IC95% = 1.1 à 5.8), être sans emploi ou dépendant de l'aide sociale (OR ajusté = 2.1; IC95% = 1.3 à 3.4), le nombre d'hospitalisations psychiatriques (OR ajusté = 4.6; IC95% = 1.5 à 14.1), ainsi que le recours à au moins cinq départements cliniques différents durant une période de douze mois (OR ajusté = 4.5; IC95% = 2.5 à 8.1). Le fait de comptabiliser deux sur quatre facteurs sociaux augmente la vraisemblance du recours multiple aux urgences (OR ajusté = 5.4; IC95% = 2.9 à 9.9) ; des résultats similaires ont été trouvés pour les facteurs médicaux (OR ajusté = 7.9; IC95% = 4.6 à 13.4). La combinaison de facteurs sociaux et médicaux est fortement associée au recours multiple aux urgences, puisque les patients à recours multiple étaient dix fois plus à même d'en comptabiliser trois d'entre eux (sur un total de huit facteurs, IC95% = 5.1 à 19.6). Conclusion Les patients à recours multiple aux urgences représentent une proportion modérée des consultations aux urgences du Centre Hospitalier Universitaire Vaudois et de la Policlinique Médicale Universitaire de Lausanne. Les facteurs de vulnérabilité sociaux et médicaux sont associés au recours multiple aux urgences. En outre, les patients à recours multiple sont plus à même de combiner les vulnérabilités sociale et médicale que les autres. Des stratégies basées sur le case management pourraient améliorer la prise en charge des patients à recours multiple avec leurs vulnérabilités afin de prévenir les inégalités dans le système de soins ainsi que les coûts relatifs.

The gene MAPK8IP1, encoding islet-brain-1, is a candidate for type 2 diabetes.

Type 2 diabetes is a polygenic and genetically heterogeneous disease . The age of onset of the disease is usually late and environmental factors may be required to induce the complete diabetic phenotype. Susceptibility genes for diabetes have not yet been identified. Islet-brain-1 (IB1, encoded by MAPK8IP1), a novel DNA-binding transactivator of the glucose transporter GLUT2 (encoded by SLC2A2), is the homologue of the c-Jun amino-terminal kinase-interacting protein-1 (JIP-1; refs 2-5). We evaluated the role of IBi in beta-cells by expression of a MAPK8IP1 antisense RNA in a stable insulinoma beta-cell line. A 38% decrease in IB1 protein content resulted in a 49% and a 41% reduction in SLC2A2 and INS (encoding insulin) mRNA expression, respectively. In addition, we detected MAPK8IP1 transcripts and IBi protein in human pancreatic islets. These data establish MAPK8IP1 as a candidate gene for human diabetes. Sibpair analyses performed on i49 multiplex French families with type 2 diabetes excluded MAPK8IP1 as a major diabetogenic locus. We did, however, identify in one family a missense mutation located in the coding region of MAPK8IP1 (559N) that segregated with diabetes. In vitro, this mutation was associated with an inability of IB1 to prevent apoptosis induced by MAPK/ERK kinase kinase 1 (MEKK1) and a reduced ability to counteract the inhibitory action of the activated c-JUN amino-terminal kinase (JNK) pathway on INS transcriptional activity. Identification of this novel non-maturity onset diabetes of the young (MODY) form of diabetes demonstrates that IB1 is a key regulator of 3-cell function.

Sample size and statistical power in the hierarchical analysis of variance: applications in morphometry of the nervous system.

Analysis of variance is commonly used in morphometry in order to ascertain differences in parameters between several populations. Failure to detect significant differences between populations (type II error) may be due to suboptimal sampling and lead to erroneous conclusions; the concept of statistical power allows one to avoid such failures by means of an adequate sampling. Several examples are given in the morphometry of the nervous system, showing the use of the power of a hierarchical analysis of variance test for the choice of appropriate sample and subsample sizes. In the first case chosen, neuronal densities in the human visual cortex, we find the number of observations to be of little effect. For dendritic spine densities in the visual cortex of mice and humans, the effect is somewhat larger. A substantial effect is shown in our last example, dendritic segmental lengths in monkey lateral geniculate nucleus. It is in the nature of the hierarchical model that sample size is always more important than subsample size. The relative weight to be attributed to subsample size thus depends on the relative magnitude of the between observations variance compared to the between individuals variance.

Adenocarcinoma of the pancreas: Comparative single centre analysis between ductal and mucinous type.

1. Background¦Adenocarcinomas of the pancreas are exocrine tumors, originate from ductal system, including two morphologically distinct entities: the ductal adenocarcinoma and mucinous adenocarcinoma. Ductal adenocarcinoma is by far the most frequent malignant tumor in the pancreas, representing at least about 90% of all pancreas cancers. It is associated with very poor prognosis, due to the fact that actually there are no any biological markers or diagnostic tools for identification of the disease at an early stage. Most of the time the disease is extensive with vascular and nerves involvement or with metastatic spread at the time of diagnosis (1). The median survival is less than 5% at 5 years, placing it, at the fifth leading cause of death by cancer in the world (2). The mucinous form of pancreatic adenocarcinoma is less frequent, and seems to have a better prognosis with about 57% survival at 5 years (1)(3)(4).¦Each morphologic type of pancreatic adenocarcinoma is associated with particular preneoplastic lesions. Two types of preneoplastic lesions are described: firstly, pancreatic intra-epithelial neoplasia (PanIN) which affects the small and peripheral pancreatic ducts, and the intraductal papillary-mucinous neoplasm (IPMN) interested the main pancreatic ducts and its principal branches. Both of preneoplastic lesions lead by different mechanisms to the pancreatic adenocarcinoma (1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10).¦The purpose of our study consists in a retrospective analysis of various clinical and histo-morphological parameters in order to assess a difference in survival between these two morphological types of pancreatic adenocarcinomas.¦1.2 Material and methods¦We conducted a retrospective analysis including 35 patients, (20 men and 15 women), beneficed the surgical treatment for pancreas adenocarcinoma at the Surgical Department of University Hospital in Lausanne. The patients involved in our study have been treated between 2003 and 2008, permitting at least 5-years mean follow up. For each patient the following parameters were analysed: age, gender, type of operation, type of preneoplastic lesions, TNM stage, histological grade of the tumor, vascular invasion, lymphatic and perineural invasion, resection margins, and adjuvant treatment.¦The results from these observations were included in a univariate and multivariate statistical analysis and compared with overall survival, as well as specific survival for each morphologic subtype of adenocarcinoma.¦As a low number of mucinous adenocarcinomas (n=5) was insufficient to conduct a pertinent statistical analysis, we compared the data obtained from adenocarcinomas developed on PanIN with adenocarcinomas developed on IPMN including both, ductal or mucinous types.¦1.3 Result¦Our results show that adenocarcinomas developed on pre-existing IPMN including both morphologic types (ductal and mucinous form) are associated with a better survival and prognosis than adenocarciomas developed on PanIN.¦1.4 Conclusion¦This study reflects that the most relevant parameter in survival in pancreatic adenocarcinoma seems to be the type of preneoplastic lesion. The significant difference in survival was noted between adenocarcinomas developing on PanIN as compared to adenocarcinomas developed on IPMN precursor lesions. Ductal adenocarcinomas developped on IPMN present significantly longer survival than those developed on PanIN lesions (P value= 0,01). Therefore we can suggest that the histological type of preneoplastic lesion rather than the histological type of adenocarcinoma should be the determinant prognosis factor in survival of pancreatic adenocarcinoma.

Open to closed system transition traced through the TDIC isotopic signature at the aquifer recharge stage, implications for groundwater 14C dating

14C dating models are limited when considering recent groundwater for which the carbon isotopic signature of the total dissolved inorganic carbon (TDIC) is mainly acquired in the unsaturated zone. Reducing the uncertainties of dating thus implies a better identification of the processes controlling the carbon isotopic composition of the TDIC during groundwater recharge. Geochemical interactions between gas, water and carbonates in the unsaturated zone were investigated for two aquifers (the carbonate-free Fontainebleau sands and carbonate-bearing Astian sands, France) in order to identify the respective roles of CO2 and carbonates on the carbon isotopic signatures of the TDIC; this analysis is usually approached using open or closed system terms. Under fully open system conditions, the seasonality of the 13C values in the soil CO2 can lead to important uncertainties regarding the so-called "initial 14C activity" used in 14C correction models. In a carbonate-bearing unsaturated zone such as in the Astian aquifer, we show that an approach based on fully open or closed system conditions is not appropriate. Although the chemical saturation between water and calcite occurs rapidly within the first metre of the unsaturated zone, the carbon isotopic contents (δ13C) of the CO2 and the TDIC evolve downward, impacted by the dissolution-precipitation of the carbonates. In this study, we propose a numerical approach to describe this evolution. The δ13C and the A 14C (radiocarbon activity) of the TDIC at the base of the carbonate-hearing unsaturated zone depends on (i) the δ13C and the A 14C of the TDIC in the soil determined by the soil CO2, (ii) the water's residence time in the unsaturated zone and (iii) the carbonate precipitation-dissolution fluxes. In this type of situation, the carbonate δ13C-A 14C evolutions indicate the presence of secondary calcite and permit the calculation of its accretion flux, equal to ~ 4.5 ± 0.5 x 10-9 mol grock-1 yr-1. More generally, for other sites under temperate climate and with similar properties to the Astian sands site, this approach allows for a reliable determination of the carbon isotopic composition at the base of the unsaturated zone as the indispensable "input function" data of the carbon cycle into the aquifer.

Effluent particle removal by microirrigation system filters

The aim of this work was to determine whether the filters used in microirrigation systems can remove potentially emitter-clogging particles. The particle size and volume distributions of different effluents and their filtrates were established, and the efficiency of the removal of these particles and total suspended solids by screen, disc and sand filters determined. In most of the effluents and filtrates, the number of particles with a diameter > 20 μm was minimal. By analysing the particle volume distribution it was found that particles larger than the disc and screen filter pores appeared in the filtrates. However, the sand filter was able to retain particles larger than the pore size. The filtration efficiency depended more on the type of effluent than on the filter. It was also found that the particle size distribution followed a potential law. Analysis of the β exponents showed that the filters did not significantly modify the particle size distribution of the effluents

Status of Females in the Juvenile Justice System Iowa, 2009

Young women in the juvenile justice system present with characteristics and experiences that differentiate them from their male counterparts. As such, the juvenile justice system in Iowa must consider these factors if it is to effectively and efficiently impact recidivism, rehabilitation and public safety. Data reveal the following trends: All youth in the juvenile justice system experience a significantly higher rate of child maltreatment than do youth in the general population. Additionally, young women have a distinctly higher percentage of reported sexual abuse. Young women commit primarily non-violent offenses, with shoplifting and running away being the only two areas where they exceed young men in number. Young women are held in detention for a substantially higher percentage of misdemeanor versus felony offenses than young men. Young women of color, particularly African American females, are far more likely to come into contact with the juvenile justice system. Additionally, arrests of minority females have increased during the same time frame as arrests of Caucasian females have decreased. The general type of offense committed by young women is against public order (i.e. alcohol related violations, disorderly conduct) or property (i.e. shoplifting), though young women with subsequent charges of a violent nature are likely to have had violent offenses initially as well. Historically, young women have been a smaller segment of the juvenile justice population. They remain so today. Consequently, they are easy to overlook. But Iowa’s response to them is no less important. Perhaps, because they are fewer in number, our system can have a true and meaningful influence, with prevention of further penetration into both the juvenile and adult systems being the ultimate goal. The Iowa Task Force on Young Women recommends the following measures to facilitate movement toward that goal: 1. Facilities and programs striving to provide the most effective and efficient services to young women will opt for single gender environments with female responsive programming that includes components to address trauma. 2. All institutions and agencies that work with females involved in the juvenile justice system and which receive state funding should be required to provide annual female responsive training to their employees. Training should be research based, progressive, ongoing and result in an implementation plan. 3. As detention reform proceeds, gender and the disproportionate number of females in detention for misdemeanor offenses must be an integral part of policy and decision making discussions including any recommendations for solutions to be implemented. 4. As research, data and planning progresses related to disproportionate minority contact with the juvenile system, the needs of girls of color be given equal consideration. Specifically, assessment tools must be without race/ethnic bias and they must also be female responsive.

CP2 stars as viewed by the uvby Hbeta system

A new statistical parallax method using the Maximum Likelihood principle is presented, allowing the simultaneous determination of a luminosity calibration, kinematic characteristics and spatial distribution of a given sample. This method has been developed for the exploitation of the Hipparcos data and presents several improvements with respect to the previous ones: the effects of the selection of the sample, the observational errors, the galactic rotation and the interstellar absorption are taken into account as an intrinsic part of the formulation (as opposed to external corrections). Furthermore, the method is able to identify and characterize physically distinct groups in inhomogeneous samples, thus avoiding biases due to unidentified components. Moreover, the implementation used by the authors is based on the extensive use of numerical methods, so avoiding the need for simplification of the equations and thus the bias they could introduce. Several examples of application using simulated samples are presented, to be followed by applications to real samples in forthcoming articles.

Glucose sensing and the pathogenesis of obesity and type 2 diabetes.

The control of body weight and of blood glucose concentrations depends on the exquisite coordination of the function of several organs and tissues, in particular the liver, muscle and fat. These organs and tissues have major roles in the use and storage of nutrients in the form of glycogen or triglycerides and in the release of glucose or free fatty acids into the blood, in periods of metabolic needs. These mechanisms are tightly regulated by hormonal and nervous signals, which are generated by specialized cells that detect variations in blood glucose or lipid concentrations. The hormones insulin and glucagon not only regulate glycemic levels through their action on these organs and the sympathetic and parasympathetic branches of the autonomic nervous system, which are activated by glucose or lipid sensors, but also modulate pancreatic hormone secretion and liver, muscle and fat glucose and lipid metabolism. Other signaling molecules, such as the adipocyte hormones leptin and adiponectin, have circulating plasma concentrations that reflect the level of fat stored in adipocytes. These signals are integrated at the level of the hypothalamus by the melanocortin pathway, which produces orexigenic and anorexigenic neuropeptides to control feeding behavior, energy expenditure and glucose homeostasis. Work from several laboratories, including ours, has explored the physiological role of glucose as a signal that regulates these homeostatic processes and has tested the hypothesis that the mechanism of glucose sensing that controls insulin secretion by the pancreatic beta-cells is also used by other cell types. I discuss here evidence for these mechanisms, how they integrate signals from other nutrients such as lipids and how their deregulation may initiate metabolic diseases.

Role of the REST/RE-1 system in beta-cell life, function and differentiation

SUMMARYDiabetes is characterized by insulin deficiency that results from the destruction of insulin-secreting pancreatic beta-cells (Type 1), or in part from beta-cell death and insulin secretion defects (Type 2). Therefore, understanding the mechanisms of beta cell neogenesis (to generate unlimited supply of beta cells for T1D transplantation] or identifying the specific genes that favors insulin secretion or beta-cell survival is of great importance for the management of diabetes. The transcriptional repressor RE-1 Silencing Transcription Factor (REST) restricts the expression of a large number of genes containing its binding element, called Repressor Element-1 (RE-1), to neurons and beta cells. To do so, REST is ubiquitously expressed but in neurons and beta cells. To identify these essential genes and their functional significance in beta cells, we have generated transgenic mice that express REST specifically in beta cells under the control of the rat insulin promoter (RIP-REST mice). This resulted in the repression of the RE-1- containing genes in beta cells, and we analyzed the consequences.We first showed that RIP-REST mice were glucose-intolerant because of a defective insulin secretion. To explain this defect, we identified that a subset of the REST target genes were necessary for insulin exocytosis, such as Snap25, Synaptotagmin (Syt) IX, Complexin II, and Ica512, and we further demonstrated that among the identified REST targets, Syt IV and VII were also involved in insulin release. We next analyzed a novel RIP-REST mouse line that featured diabetes and we showed that this defect was due to a major loss of beta-cell mass. To explain this phenotype, we identified REST target genes that were involved in beta-cell survival, such as Ibl, Irs2, Ica512 and Connexin36, and revealed that another REST target, Cdk5r2 is also involved in beta-cell protection. In a third part, we finally suggest that REST may be important for pancreatic endocrine differentiation, since transgenic mice expressing constitutive REST in pancreatic multipotent progenitors show impaired formation of Ngn3-expressing endocrine- committed precursors, and impaired formation of differentiated endocrine cells. Mapping the pattern of REST expression in wild type animals indicates that it is expressed in multipotent progenitors to become then excluded from endocrine cells. Preliminary results suggest that a downregulation of REST would result in relieved expression of at least the Mytl target, favoring subsequent acquisition of the endocrine competence by endocrine precursor cells.Thus, we propose that the REST/RE-1 system is an important feature for beta-cell neogenesis, function and survivalRESUMELe diabète se caractérise par une déficience en insuline qui résulte d'une destruction des cellules bêta (β) pancréatiques sécrétant l'insuline [Type 1], ou à un défaut de sécrétion d'insuline qui peut être associé à la mort des cellules β (Type 2). La compréhension des mécanismes de néogenèse des cellules β, ainsi que l'identification de gènes impliqués dans leur survie et dans le contrôle de la sécrétion d'insuline est donc importante pour le traitement du diabète. Le facteur de transcription de type répresseur, RE-1 Silencing Transcription Factor [REST], contribue à la spécificité d'expression dans les neurones et les cellules β, d'un grand nombre de gènes portant son motif de fixation, le Repressor Element-1 (RE-1). Pour cela, REST est exprimé dans toutes les cellules, sauf dans les neurones et les cellules β. Afin d'identifier les gènes cibles de REST ainsi que leur fonction au sein de la cellule β, nous avons généré des souris transgéniques qui expriment REST spécifiquement dans ces cellules, sous la dépendance du promoteur de l'insuline (souris RIP-REST]. Cette expression ectopique de REST a permis de diminuer l'expression des gènes contrôlés par REST, et d'en analyser les conséquences. Nous avons montré que les souris RIP-REST étaient intolérantes au glucose et que ceci était du à un défaut de sécrétion d'insuline. Pour expliquer ce phénotype, nous avons mis en évidence le fait que des gènes cibles de REST codent pour des protéines importantes pour l'exocytose de l'insuline, comme SNAP25, Synaptotagmin (Syt) IX, Complexin II ou ICA512. De plus, nous avons découvert deux nouvelles cibles de REST impliquées dans la sécrétion d'insuline, Syt IV et Syt VII. Par la suite, nous avons démontré qu'une nouvelle lignée de souris RIP-REST étaient atteintes d'un diabète sévère à cause d'une perte massive des cellules β. La disparition de ces cellules a été expliquée par l'identification de gènes cibles de REST impliqués dans la survie des cellules β, comme Ibl, Irs2, Ica512 ou la Connexine36. De plus, nous avons découvert qu'une nouvelle cible, Cdk5r2, était aussi impliquée dans la survie des cellules β. Dans une dernière partie, nous suggérons, grâce à l'analyse de nouvelles souris transgéniques exprimant constitutivement REST dans les cellules progénitrices du pancréas embryonnaire, que REST empêche la formation des précurseurs de cellules endocrines ainsi que la différenciation de ces cellules. L'analyse de l'expression de REST au cours du développement embryonnaire du pancréas indique que la diminution de l'expression de REST conduit en partie, à l'induction d'un de ses gènes cible Mytl, qui favorise la formation de précurseurs endocrines. Nous proposons donc que le système REST/RE-1 est important pour la génération, la fonction et la survie des cellules β.

The CbrA-CbrB two-component regulatory system controls the utilization of multiple carbon and nitrogen sources in Pseudomonas aeruginosa.

A novel two-component system, CbrA-CbrB, was discovered in Pseudomonas aeruginosa; cbrA and cbrB mutants of strain PAO were found to be unable to use several amino acids (such as arginine, histidine and proline), polyamines and agmatine as sole carbon and nitrogen sources. These mutants were also unable to use, or used poorly, many other carbon sources, including mannitol, glucose, pyruvate and citrate. A 7 kb EcoRI fragment carrying the cbrA and cbrB genes was cloned and sequenced. The cbrA and cbrB genes encode a sensor/histidine kinase (Mr 108 379, 983 residues) and a cognate response regulator (Mr 52 254, 478 residues) respectively. The amino-terminal half (490 residues) of CbrA appears to be a sensor membrane domain, as predicted by 12 possible transmembrane helices, whereas the carboxy-terminal part shares homology with the histidine kinases of the NtrB family. The CbrB response regulator shows similarity to the NtrC family members. Complementation and primer extension experiments indicated that cbrA and cbrB are transcribed from separate promoters. In cbrA or cbrB mutants, as well as in the allelic argR9901 and argR9902 mutants, the aot-argR operon was not induced by arginine, indicating an essential role for this two-component system in the expression of the ArgR-dependent catabolic pathways, including the aruCFGDB operon specifying the major aerobic arginine catabolic pathway. The histidine catabolic enzyme histidase was not expressed in cbrAB mutants, even in the presence of histidine. In contrast, proline dehydrogenase, responsible for proline utilization (Pru), was expressed in a cbrB mutant at a level comparable with that of the wild-type strain. When succinate or other C4-dicarboxylates were added to proline medium at 1 mM, the cbrB mutant was restored to a Pru+ phenotype. Such a succinate-dependent Pru+ property was almost abolished by 20 mM ammonia. In conclusion, the CbrA-CbrB system controls the expression of several catabolic pathways and, perhaps together with the NtrB-NtrC system, appears to ensure the intracellular carbon: nitrogen balance in P. aeruginosa.

Consequences of modified lipid and glucose metabolism on peripheral nervous system structure and function

284 million people worldwide suffered from type 2 diabetes mellitus (T2DM) in 2010, which will, in approximately half of them, lead to the development of diabetic peripheral neuropathy (DPN). Although DPN is the most common complication of diabetes mellitus and the leading cause of non-traumatic amputations its pathophysiology is still poorly understood. To get more insight into the molecular mechanism underlying DPN in T2DM, I used a rodent model of T2DM, the db/db mice.¦ln vivo electrophysiological recordings of diabetic animals indicated that in addition to reduced nerve conduction velocity db/db mice also present increased nerve excitability. Further ex vivo evaluation of the electrophysiological properties of db/db nerves clearly established a presence of the peripheral nerve hyperexcitability (PNH) phenotype in diabetic animals. Using pharmacological inhibitors we demonstrated that PNH is mostly mediated by the decreased activity of Kv1 channels. ln agreement with these data 1 observed that the diabetic condition led to a reduced presence of the Kv1.2 subunits in juxtaparanodal regions of db/db peripheral nerves whereas its mANA and protein expression levels were not affected. Lmportantly, I confirmed a loss of juxtaparanodal Kv1.2 subunits in nerve biopsies from type 2 diabetic patients. Together these observations indicate that the type 2 diabetic condition leads to potassium-channel mediated changes of nerve excitability thus identifying them as potential drug targets to treat sorne of the DPN related symptoms.¦Schwann cells ensheath and isolate peripheral axons by the production of myelin, which consists of lipids and proteins in a ratio of 2:1. Peripheral myelin protein 2 (= P2, Pmp2 or FABP8) was originally described as one of the most abundant myelin proteins in the peripheral nervous system. P2, which is a member of the fatty acid binding protein (FABP) family, is a 14.8 kDa cytosolic protein expressed on the cytoplasmic side of compact myelin membranes. As indicated by their name, the principal role of FABPs is thought to be the binding and transport of fatty acids.¦To study its role in myelinating glial cells I have recently generated a complete P2 knockout mouse model (P2-/-). I confirmed the loss of P2 in the sciatic nerve of P2-/- mice at the mRNA and protein level. Electrophysiological analysis of the adult (P56) mutant mice revealed a mild but significant reduction in the motor nerve conduction velocity. lnterestingly, this functional change was not accompanied by any detectable alterations in general myelin structure. However, I have observed significant alterations in the mRNA expression level of other FABPs, predominantly FABP9, in the PNS of P2-/- mice as compared to age-matched P2+/+ mice indicating a role of P2 in the glial myelin lipid metabolism.¦Le diabète de type 2 touche 284 million de personnes dans le monde en 2010 et son évolution conduit dans la moitié des cas à une neuropathie périphérique diabétique. Bien que la neuropathie périphérique soit la complication la plus courante du diabète pouvant conduire jusqu'à l'amputation, sa physiopathologie est aujourd'hui encore mal comprise. Dans le but d'améliorer les connaissances moléculaires expliquant les mécanismes de la neuropathie liée au diabète de type 2, j'ai utilisé un modèle murin du diabète de type 2, les souris db/db.¦ln vivo, les enregistrements éléctrophysiologiques des animaux diabétiques montrent qu'en plus d'une diminution de la vitesse de conduction nerveuse, les souris db/db présentent également une augmentation de l'excitabilité nerveuse. Des mesures menées Ex­ vivo ont montré l'existence d'un phénotype d'hyperexcitabilité sur les nerfs périphériques isolés d'animaux diabétiques. Grâce à l'utilisation d'inhibiteurs pharmacologiques, nous avons pu démontrer que l'hyperexcitabilité démontrée était due à une réduction d'activité des canaux Kv1. En accord avec ces données, j'ai observé qu'une situation de diabète conduisait à une diminution des canaux Kv1.2 aux régions juxta-paranodales des nerfs périphériques db/db, alors que l'expression du transcrit et de la protéine restait stable. J'ai également confirmé l'absence de canaux Kv1.2 aux juxta-paranoeuds de biopsies de nerfs de patients diabétiques. L'ensemble de ces observations montrent que les nerfs périphériques chez les patients atteints de diabète de type 2 est due à une diminution des canaux potassiques rapides juxtaparanodaux les identifiant ainsi comme des cibles thérapeutiques potentielles.¦Les cellules de Schwann enveloppent et isolent les axones périphériques d'une membrane spécialisée, la myéline, composée de deux fois plus de lipides que de protéines. La protéine P2 (Pmp2 "peripheral myelin protein 2" ou FABP8 "fatty acid binding protein") est l'une des protéines les plus abondantes au système nerveux périphérique. P2 appartient à la famille de protéines FABP liant et transportant les acides gras et est une protéine cytosolique de 14,8 kDa exprimée du côté cytoplasmique de la myéline compacte.¦Afin d'étudier le rôle de P2 dans les cellules de Schwann myélinisantes, j'ai généré une souris knockout (P2-/-). Après avoir validé l'absence de transcrit et de protéine P2 dans les nerfs sciatiques P2-/-, des mesures électrophysiologiques ont montré une réduction modérée mais significative de la vitesse de conduction du nerf moteur périphérique. Il est important de noter que ces changements fonctionnels n'ont pas pu être associés à quelconque changement dans la structure de la myéline. Cependant, j'ai observé dans les nerfs périphériques P2-/-, une altération significative du niveau d'expression d'ARNm d'autres FABPs et en particulier FABP9. Ce dernier résultat démontre l'importance du rôle de la protéine P2 dans le métabolisme lipidique de la myéline.

Integration of teacher education into the Swiss higher education system

The integration of specific institutions for teacher education into the higher education system represents a milestone in the Swiss educational policy and has broad implications. This thesis explores organizational and institutional change resulting from this policy reform, and attempts to assess structural change in terms of differentiation and convergence within the system of higher education. Key issues that are dealt with are, on the one hand, the adoption of a research function by the newly conceptualized institutions of teacher education, and on the other, the positioning of the new institutions within the higher education system. Drawing on actor-centred approaches to differentiation, this dissertation discusses system-level specificities of tertiarized teacher education and asks how this affects institutional configurations and actor constellations. On the basis of qualitative and quantitative empirical data, a comparative analysis has been carried out including case studies of four universities of teacher education as well as multivariate regression analysis of micro-level data on students' educational choices. The study finds that the process of system integration and adaption to the research function by the various institutions have unfolded differently depending on the institutional setting and the specific actor constellations. The new institutions have clearly made a strong push to position themselves as a new institutional type and to find their identity beyond the traditional binary divide which assigns the universities of teacher education to the college sector. Potential conflicts have been identified in divergent cognitive normative orientations and perceptions of researchers, teacher educators, policy-makers, teachers, and students as to the mission and role of the new type of higher education institution. - L'intégration dans le système d'enseignement supérieur d'institutions qui ont pour tâche spécifique de former des enseignants peut être considérée comme un événement majeur dans la politique éducative suisse, qui se trouve avoir des conséquences importantes à plusieurs niveaux. Cette thèse explore les changements organisationnels et institutionnels résultant de cette réforme politique, et elle se propose d'évaluer en termes de différentiation et de convergence les changements structurels intervenus dans le système d'éducation tertiaire. Les principaux aspects traités sont d'une part la nouvelle mission de recherche attribuée à ces institutions de formation pédagogique, et de l'autre la place par rapport aux autres institutions du système d'éducation tertiaire. Recourant à une approche centrée sur les acteurs pour étudier les processus de différen-tiation, la thèse met en lumière et en discussion les spécificités inhérentes au système tertiaire au sein duquel se joue la formation des enseignants nouvellement conçue et soulève la question des effets de cette nouvelle façon de former les enseignants sur les configurations institutionnelles et les constellations d'acteurs. Une analyse comparative a été réalisée sur la base de données qualitatives et quantitatives issues de quatre études de cas de hautes écoles pédagogiques et d'analyses de régression multiple de données de niveau micro concernant les choix de carrière des étudiants. Les résultats montrent à quel point le processus d'intégration dans le système et la nouvelle mission de recherche peuvent apparaître de manière différente selon le cadre institutionnel d'une école et la constellation spécifique des acteurs influents. A pu clairement être observée une forte aspiration des hautes écoles pédagogiques à se créer une identité au-delà de la structure binaire du système qui assigne la formation des enseignants au secteur des hautes écoles spéciali-sées. Des divergences apparaissent dans les conceptions et perceptions cognitives et normatives des cher-cheurs, formateurs, politiciens, enseignants et étudiants quant à la mission et au rôle de ce nouveau type de haute école. - Die Integration spezieller Institutionen für die Lehrerbildung ins Hochschulsystem stellt einen bedeutsamen Schritt mit weitreichenden Folgen in der Entwicklung des schweizerischen Bildungswesens dar. Diese Dissertation untersucht die mit der Neuerung verbundenen Veränderungen auf organisatorischer und institutioneller Ebene und versucht, die strukturelle Entwicklung unter den Gesichtspunkten von Differenzierung und Konvergenz innerhalb des tertiären Bildungssystems einzuordnen. Zentrale Themen sind dabei zum einen die Einführung von Forschung und Entwicklung als zusätzlichem Leistungsauftrag in der Lehrerbildung und zum andern die Positionierung der pädagogischen Hochschulen innerhalb des Hochschulsystems. Anhand akteurzentrierter Ansätze zur Differenzierung werden die Besonderheiten einer tertiarisierten Lehrerbildung hinsichtlich der Systemebenen diskutiert und Antworten auf die Frage gesucht, wie die Reform die institutionellen Konfigurationen und die Akteurkonstellationen beeinflusst. Auf der Grundlage qualitativer und quantitativer Daten wurde eine vergleichende Analyse durchgeführt, welche Fallstudien zu vier pädagogischen Hochschulen umfasst sowie Regressionsanalysen von Mikrodaten zur Studienwahl von Maturanden. Die Ergebnisse machen deutlich, dass sich der Prozess der Systemintegration und die Einführung von Forschung in die Lehrerbildung in Abhängigkeit von institutionellen Ordnungen und der jeweiligen Akteurkonstellation unterschiedlich gestalten. Es lässt sich bei den neu gegründeten pädagogischen Hochschulen ein starkes Bestreben feststellen, sich als neuen Hochschultypus zu positionieren und sich eine Identität zu schaffen jenseits der herkömmlichen binären Struktur, welche die pädagogischen Hochschulen dem Fachhochschul-Sektor zuordnet. Potentielle Konflikte zeichnen sich ab in den divergierenden kognitiven und normativen Orientierungen und Wahrnehmungen von Forschern, Ausbildern, Bildungspolitikern, Lehrern und Studierenden hinsichtlich des Auftrags und der Rolle dieses neuen Typs Hochschule.

System-level Support for Mobile Ad hoc Communications: an Algorithmic & Practical Approach

A mobile ad hoc network (MANET) is a decentralized and infrastructure-less network. This thesis aims to provide support at the system-level for developers of applications or protocols in such networks. To do this, we propose contributions in both the algorithmic realm and in the practical realm. In the algorithmic realm, we contribute to the field by proposing different context-aware broadcast and multicast algorithms in MANETs, namely six-shot broadcast, six-shot multicast, PLAN-B and ageneric algorithmic approach to optimize the power consumption of existing algorithms. For each algorithm we propose, we compare it to existing algorithms that are either probabilistic or context-aware, and then we evaluate their performance based on simulations. We demonstrate that in some cases, context-aware information, such as location or signal-strength, can improve the effciency. In the practical realm, we propose a testbed framework, namely ManetLab, to implement and to deploy MANET-specific protocols, and to evaluate their performance. This testbed framework aims to increase the accuracy of performance evaluation compared to simulations, while keeping the ease of use offered by the simulators to reproduce a performance evaluation. By evaluating the performance of different probabilistic algorithms with ManetLab, we observe that both simulations and testbeds should be used in a complementary way. In addition to the above original contributions, we also provide two surveys about system-level support for ad hoc communications in order to establish a state of the art. The first is about existing broadcast algorithms and the second is about existing middleware solutions and the way they deal with privacy and especially with location privacy. - Un réseau mobile ad hoc (MANET) est un réseau avec une architecture décentralisée et sans infrastructure. Cette thèse vise à fournir un support adéquat, au niveau système, aux développeurs d'applications ou de protocoles dans de tels réseaux. Dans ce but, nous proposons des contributions à la fois dans le domaine de l'algorithmique et dans celui de la pratique. Nous contribuons au domaine algorithmique en proposant différents algorithmes de diffusion dans les MANETs, algorithmes qui sont sensibles au contexte, à savoir six-shot broadcast,six-shot multicast, PLAN-B ainsi qu'une approche générique permettant d'optimiser la consommation d'énergie de ces algorithmes. Pour chaque algorithme que nous proposons, nous le comparons à des algorithmes existants qui sont soit probabilistes, soit sensibles au contexte, puis nous évaluons leurs performances sur la base de simulations. Nous montrons que, dans certains cas, des informations liées au contexte, telles que la localisation ou l'intensité du signal, peuvent améliorer l'efficience de ces algorithmes. Sur le plan pratique, nous proposons une plateforme logicielle pour la création de bancs d'essai, intitulé ManetLab, permettant d'implémenter, et de déployer des protocoles spécifiques aux MANETs, de sorte à évaluer leur performance. Cet outil logiciel vise à accroître la précision desévaluations de performance comparativement à celles fournies par des simulations, tout en conservant la facilité d'utilisation offerte par les simulateurs pour reproduire uneévaluation de performance. En évaluant les performances de différents algorithmes probabilistes avec ManetLab, nous observons que simulateurs et bancs d'essai doivent être utilisés de manière complémentaire. En plus de ces contributions principales, nous fournissons également deux états de l'art au sujet du support nécessaire pour les communications ad hoc. Le premier porte sur les algorithmes de diffusion existants et le second sur les solutions de type middleware existantes et la façon dont elles traitent de la confidentialité, en particulier celle de la localisation.