Mophological analysis of the human vasculature from medical imaging. Application to cerebral and coranary arteries

In this project, we have investigated new ways of modelling and analysis of human vasculature from Medical images. The research was divided in two main areas: cerebral vasculature analysis and coronary arteries modeling. Regarding cerebral vasculature analysis, we have studed cerebral aneurysms, internal carotid and the Circle of Willis (CoW). Aneurysms are abnormal vessel enlargements that can rupture causing important cerebral damages or death. The understanding of this pathology, together with its virtual treatment, and image diagnosis and prognosis, includes identification and detailed measurement of the aneurysms. In this context, we have proposed two automatic aneurysm isolation method, to separate the abnormal part of the vessel from the healthy part, to homogenize and speed-up the processing pipeline usually employed to study this pathology, [Cardenes2011TMI, arrabide2011MedPhys]. The results obtained from both methods have been also compared and validatied in [Cardenes2012MBEC]. A second important task here the analysis of the internal carotid [Bogunovic2011Media] and the automatic labelling of the CoW, Bogunovic2011MICCAI, Bogunovic2012TMI]. The second area of research covers the study of coronary arteries, specially coronary bifurcations because there is where the formation of atherosclerotic plaque is more common, and where the intervention is more challenging. Therefore, we proposed a novel modelling method from Computed Tomography Angiography (CTA) images, combined with Conventional Coronary Angiography (CCA), to obtain realistic vascular models of coronary bifurcations, presented in [Cardenes2011MICCAI], and fully validated including phantom experiments in [Cardene2013MedPhys]. The realistic models obtained from this method are being used to simulate stenting procedures, and to investigate the hemodynamic variables in coronary bifurcations in the works submitted in [Morlachi2012, Chiastra2012]. Additionally, another preliminary work has been done to reconstruct the coronary tree from rotational angiography, and published in [Cardenes2012ISBI].

Petrology and chemistry of the Chalten Plutonic Complex and implications on the magmatic and tectonic evolution of the Southernmost Andes (Patagonia) during the Miocene

Résumé Scientific:Pétrologie et Géochimie du Complexe Plutonique de Chaltén et les conséquences pour l'évolution magmatique et tectonique du Andes du Sud (Patagonia) pendant le MiocèneLe sujet de cette thèse est le Complexe Plutonique de Chaltén (CHPC), situé à la frontière entre le Chili et l'Argentine, en Patagonie (49°15'S). Ce complexe s'est mis en place au début du Miocène, dans un contexte de changements tectoniques importants. La géométrie et la vitesse de migration des plaques en Patagonie a été modifiée suite l'ouverture de la plaque Farallon il y a 25Ma (Pardo-Casas and Molnar 1987) et la subduction de la ride active du Chili sous la plaque sud-américaine il y a 14Ma (Cande and Leslie 1986). Les effets de cette reconfiguration tectonique sur la morphologie et le magmatisme de la plaque supérieure sont encore sujets à discussion. Dans ce contexte, un groupe d'intrusions miocènes - telle que le CHPC - est particulièrement intriguant, car en position transitionnelle entre le batholithe patagonien et l'arc volcanique cénozoïque et récent à l'ouest, et les laves de plateau de Patagonie à l'est (Fig. 1). A cause de leur position tectonique transitoire, ces plutons isolés hors du batholithe représentent un endroit clé pour comprendre les interactions entre la tectonique à large échelle et le magmatisme en Patagonie. Ici, je présente de nouvelles données de terrain, petrologiques, géochimiques et géochronologiques dans le but de caractériser la nature du CHPC, qui était largement inconnu avant cette étude, dans le but de tester l'hypothèse de migration de l'arc et erosion par subduction.Les résultats de l'investigation géochimique (chapitre 2) montrent que le CHPC n'est qu'un exemple parmi les plutons isolés d'arrière arc ave une composition calco-alcaline caractéristique, c-à-d une signature d'arc. La plupart de ces plutons isolés ont une composition alcaline. Le CHPC, contrairement, a une signature calco-alcaline avec Κ intermédiaire, tel que le batholithe patagonien et la plupart des roches volcaniques quaternaires liées à l'arc le long des Andes.De nouvelles données géochronologiques U-Pb de haute précision sur des zircons, acquis par TIMS, sur le CHPC donnent des âges entre 17.0 et 16.4Ma. Les âges absolus sont en accord avec la séquence intrusive déduite des relations de terrain (chapitre 1). Ces données sont les premières contraintes d'âge U-Pb sur le CHPC. Elles montrent clairement que l'histoire magmatique du CHPC n'a pas de lien direct avec la subduction de la ride à cette latitude (Cande and Leslie 1986), car le complexe est au moins 6Ma plus ancien.Une comparaison en profondeur avec les autres intrusions d'âge Miocène en Patagonie révèlent - pour la première fois - une évolution temporelle intéressante. Il y a une tendance E-W distincte au magmatisme calco-alcalin entre 20-16Ma avec une diminution de l'âge vers l'est - le CHPC est l'expression la plus orientale de cette tendance. Je suggère que la relation espace-temps reflète une migration vers l'est (vers le continent) de l'arc magmatique. Je propose que le facteur principal contrôlant cette migration est la subduction rapide suite à la reconfiguration de la vitesse des plaques tectoniques après l'ouverture la plaque Farallon (à ~26Ma) qui résulterait en une déformation importante ainsi qu'à des taux élevés d'érosion dans la fosse de subduction.Les rapports d'isotopes radiogéniques (Pb, Sr, Nd) élevés, une signature 6018 basse et un rapport Th/La élevé sont des paramètres distinctifs pour les roches mafiques du CHPC. Le modèle isotopique présenté (chapitre 2) suggère que cette signature reflète une contamination de la source, dans le coin de manteau, plutôt qu'une contamination crustale. La signature des éléments en trace du CHPC indiquent que le coin de manteau a été contaminé par des composés terrigènes, le plus vraisemblablement par des sédiments paléozoïques.Les travaux de terrain, la pétrographie et la géothermobarométrie ont été utilisés dans le but de comprendre l'histoire interne du CHPC (chapitre 3). Ces données suggèrent deux niveaux distincts de cristallisation : l'un dans la croûte moyenne (6 à 4.5kbar) et l'autre à un niveau peu profond (3.5 à 2kbar). La modélisation isotopique AFC de la contamination crustale indique des taux variables d'assimilation, qui ne sont pas corrélés avec le degré de différenciation. Cela suggère que différents volumes de magma se sont différenciés en profondeur, de façon indépendante. Cela implique que le CHPC se serait formés en plusieurs puises de magmas provenant d'au moins trois sources différentes. Les textures des granodiorites et des granites indiquent des teneurs élevées en cristaux avant la mise en place et, par conséquent, des températures d'emplacement faibles. Les observations de terrain montrent que les roches mafiques sont déformées, alors que ce n'est pas le cas pour les granodiorites et granites (plus jeunes). La déformation des roches mafiques est encore sujet de recherche, afin de savoir si elle est liée à la déformation régionale en régime compressif ou à l'emplacement lui-même. Cependant, la mise en place de grand volume de magma felsique riche en cristaux suggère un régime d'extension.Scientific Abstract:Petrology and chemistry of the Chaltén Plutonic Complex and implications on the magmatic and tectonic evolution of the Southernmost Andes (Patagonia) during the MioceneThe subject of this thesis is the Chaltén Plutonic Complex (CHPC) located at the frontier between Chile and Argentina in Patagonia (at 49° 15 'Southern latitude). This complex intruded during early Miocene in a context of major tectonics changes. The plate geometry of Patagonia has been modified by changes in the plate motions after the break up of the Farallôn plate at 25Ma (Pardo-Casas and Molnar 1987) and by the subduction of the Chile spreading Ridge beneath South-America at 14 Ma (Cande and Leslie 1986). The effects of this tectonic setting on the morphology and the magmatism of the overriding plate are a matter of on-going discussion. Particularly intriguing in this context is a group of isolated Miocene intrusions - like the CHPC - which are located in a transitional position between the Patagonian Batholith and the Cenozoic and Recent volcanic arc in the West, and the Patagonian plateau lavas in the East (Fig. 1). Due to their transient tectonic position these isolated plutons outside the batholith represent a key to understanding the interaction between global-scale tectonics and magmatism in Patagonia. Here, I present new field, penological, geochemical and geochronological data to characterize the nature of the CHPC, which was largely unknown before this study, in order to test the hypothesis of time- transgressive magmatism.The results of the geochemical investigation (Chapter 2) show that the CHPC is only one among these isolated back-arc plutons with a characteristic calc-alkaline composition, i.e. arc signature. Most of these isolated intrusives have an alkaline character. The CHPC, in contrast, has a medium Κ calc-alkaline signature, like the Patagonian batholith and most of the Quaternary arc-related volcanic rocks along the Andes.New high precision TIMS U-Pb zircon dating of the CHPC yield ages between 17.0 to 16.4 Ma. The absolute ages support the sequence of intrusion relations established in the field (Chapter 1). These data are the first U-Pb age constraints on the CHPC, and clearly show that the magmatic history of CHPC has no direct link to the subduction of the ridge, since this complex is at least 6 Ma older than the time of collision of the Chile ridge at this latitude (Cande and Leslie 1986).An in-depth comparison with other intrusion of Miocene age in Patagonia reveals - for the first time - an interesting temporal pattern. There is a distinct E-W trend of calc-alkaline magmatism between 20-16 Ma with the younging of ages in the East - the CHPC is the easternmost expression of this trend. I suggest that this time-space relation reflects an eastward (landward) migration of the magmatic arc. I propose that main factor controlling this migration is the fast rates of subduction after the major reconfigurations of the plate tectonic motions after the break up of the Farallôn Plate (at -26 ) resulting in strong deformation and high rates of subduction erosion.High radiogenic isotope ratios (Pb, Sr, Nd) ratios, low 5018 signature and high Th/La ratios in mafic rocks are distinctive features of the CHPC. The presented isotopic models (Chapter 2) suggest that this signature reflects source contamination of the mantle wedge rather than crustal contamination. The trace element signature of the CHPC indicates that the mantle wedge was contaminated with a terrigenous component, most likely from Paleozoic sediments.Fieldwork, petrography and geothermobarometry were used to further unravel the internal history of the CHPC (Chapter 3). These data suggest two main levels of crystallization: one a mid crustal levels (6 to 4.5 kbar) and other a shallow level (3.5 to 2 kbar). Isotopic AFC modeling of crustal contamination indicate variable rates of assimilation, which are not correlated with the degree of differentiation. This suggests that different batches of magma differentiate independently at depths. This implies that the CHPC would have formed by several pulses of magmas from at least 3 different sources. Textures of granodiorites and granites indicate a high content of crystals previous to the emplacement and consequently low emplacement temperatures. Field observations show that the mafic rocks are deformed, whereas the (younger) granodiorites and granites are not. It is still subject of investigation whether the deformation of the mafic rocks is related to regional deformation during a compressional regime or to the emplacement it self. However, the emplacement of huge amount of crystal rich felsic magmas suggests an extensional regime.Résumé Grand PublicPétrologie et Géochimie du Complexe Plutonique de Chaltén et les conséquences pour l'évolution magmatique et tectonique du Andes du Sud (Patagonia) pendant le MiocèneLe Complexe Plutonique de Chaltén (CHPC) est un massif montagneux situé à 49°S à la frontière entre le Chili et l'Argentine, en Patagonie (région la plus au sud de l'Amérique du Sud). Il est composé de montagnes qui peuvent atteindre plus de 3000 mètres d'altitude, telles que le Cerro Fitz Roy (3400m) et le Cerro Torre (3100m). Ces montagnes sont composées de roches plutoniques, c.-à-d. des magmas qui se sont refroidis et ont cristallisés sous la surface terrestre.La composition chimique de ces roches montre que les magmas, qui ont formé ce complexe plutonique, font partie d'un volcanisme d'arc. Celui-ci se forme lorsqu'une plaque océanique plonge sous une plaque continentale. Les géologues appellent ce processus « subduction ». Dans un tel scénario, le manteau terrestre, qui se fait prendre entre ces deux plaques, fond pour former ainsi du magma. Ce magma remonte à travers la plaque continentale vers la surface. Si celui-ci atteint la surface, il forme les roches volcaniques, comme par exemple des laves. S'il n'atteint pas la surface, le magma se refroidit pour former finalement les roches plutoniques.Le long de la marge ouest d'Amérique du Sud, la plaque Nazca - qui se situe au sud-est de la plaque océanique pacifique - passe en dessous de la plaque d'Amérique du Sud. La bordure ouest du sud de la plaque sud-américaine a également été affectée par d'autres processus tectoniques, tels que des changements dramatiques dans les déplacements de plaques (il y a 25Ma) et la collision de la ride du Chili (depuis 15 Ma jusqu'à aujourd'hui). Ces caractéristiques tectoniques et magmatiques font de cette région un haut lieu pour les géologues. La plaque Nazca, s'est formée suite à l'ouverture d'une plaque océanique plus ancienne, il y a 25Ma. Cette ouverture est liée aux vitesses de subduction les plus rapides jamais connues. La ride du Chili est l'endroit où le sol de l'Océan Pacifique s'ouvre, formant deux plaques océaniques : les plaques Nazca et Antarctique. La ride du Chili subducte sous la plaque sud-américaine depuis 15Ma, en association avec la formation de grands volumes de magma ainsi que des changements morphologiques importants. La question de savoir lequel de ces changements tectoniques globaux affecte la géologie et la géographie de Patagonie a été, et est encore, discutée pendant de nombreuses années. De nombreux chercheurs suggèrent que la plupart des caractéristiques morphologiques et magmatiques en Patagonie sont liés à la subduction de la ride du Chili, mais cette suggestion est encore débattue comme le montre notre étude.Le batholithe de Patagonie du sud (SPB) est un énorme massif composé de roches plutoniques et il s'étend tout au long de la côte ouest de Patagonie (au sud de 47°S). Ces roches correspondent certainement aux racines d'un ancien arc volcanique, qui a été soulevé et érodé. Le CHPC, ainsi que d'autres petites intrusions dans la région, se situe dans une position exotique, à 100km à l'est du SPB. Certains chercheurs suggèrent que ces intrusions pourraient être liées à la subduction de la ride du Chili.Afin de débattre de cette problématique, nous avons utilisé différentes méthodes géochronologiques pour déterminer l'âge du CHPC et le comparer (a) à l'âge des roches intrusives similaires du SPB et (b) à l'âge de la collision de la ride du Chili. Dans ce travail, nous prouvons que le CHPC s'est formé au moins 7Ma avant la collision avec la ride du Chili. Sur la base des âges du CHPC et de la composition chimique de ses roches et minéraux, nous proposons que le CHPC fait partie d'un arc volcanique ancien. La migration de l'arc volcanique plus profondément dans le continent résulte de la grande vitesse de subduction entre 25 et lOMa. Des caractéristiques évidentes pour un tel processus - telles qu'une déformation importante et une vitesse d'érosion élevée - peuvent être rencontrées tout au long de la bordure ouest de l'Amérique du sud.

Effect of oral calcium carbonate on aortic calcification in apolipoprotein E-deficient (apoE-/-) mice with chronic renal failure.

BACKGROUND: In chronic kidney disease (CKD) patients, the intake of calcium-based phosphate binders is associated with a marked progression of coronary artery and aortic calcification, in contrast to patients receiving calcium-free phosphate binders. The aim of this study was to reexamine the role of calcium carbonate in vascular calcification and to analyse its effect on aortic calcification-related gene expression in chronic renal failure (CRF). METHODS: Mice deficient in apolipoprotein E underwent either sham operation or subtotal nephrectomy to create CRF. They were then randomly assigned to one of the three following groups: a control non-CRF group and a CRF group fed on standard diet, and a CRF group fed on calcium carbonate enriched diet, for a period of 8 weeks. Aortic atherosclerotic plaque and calcification were evaluated using quantitative morphologic image processing. Aortic gene and protein expression was examined using immunohistochemistry and Q-PCR methods. RESULTS: Calcium carbonate supplementation was effective in decreasing serum phosphorus but was associated with a higher serum calcium concentration. Compared with standard diet, calcium carbonate enriched diet unexpectedly induced a significant decrease of both plaque (p<0.05) and non-plaque-associated calcification surface (p<0.05) in CRF mice. It also increased osteopontin (OPN) protein expression in atherosclerotic lesion areas of aortic root. There was also a numerical increase in OPN and osteoprotegerin gene expression in total thoracic aorta but the difference did not reach the level of significance. Finally, calcium carbonate did not change the severity of atherosclerotic lesions. CONCLUSION: In this experimental model of CRF, calcium carbonate supplementation did not accelerate but instead decreased vascular calcification. If our observation can be extrapolated to humans, it appears to question the contention that calcium carbonate supplementation, at least when given in moderate amounts, necessarily enhances vascular calcification. It is also compatible with the hypothesis of a preponderant role of phosphorus over that of calcium in promoting vascular calcification in CRF.

Molecular role of Cx37 in advanced atherosclerosis: a micro-array study.

Recently, we showed that connexin37 (Cx37) protects against early atherosclerotic lesion development by regulating monocyte adhesion. The expression of this gap junction protein is altered in mouse and human atherosclerotic lesions; it is increased in macrophages newly recruited to the lesions and disappears from the endothelium of advanced plaques. To obtain more insight into the molecular role of Cx37 in advanced atherosclerosis, we used micro-array analysis for gene expression profiling in aortas of ApoE(-/-) and Cx37(-/-)ApoE(-/-) mice before and after 18 weeks of cholesterol-rich diet. Out of >15,000 genes, 106 genes were significantly differentially expressed in young mice before diet (P-value of <0.05, fold change of >0.7 or <-0.7, and intensity value >2.2 times background). Ingenuity pathway analysis (IPA) revealed differences in genes involved in cell-to-cell signaling and interaction, cellular compromise and nutritional disease. In addition, we identified 100 genes that were significantly perturbed after the cholesterol-rich diet. Similar to the analysis on 10-week-old mice, IPA revealed differences in genes involved in cell-to-cell signaling and interaction as well as to immuno-inflammatory disease. Furthermore, we found important changes in genes involved in vascular calcification and matrix degradation, some of which were confirmed at protein level by (immuno-)histochemistry. In conclusion, we suggest that Cx37 deficiency alters the global differential gene expression profiles in young mice towards a pro-inflammatory phenotype, which are then further influenced in advanced atherosclerosis. The results provide new insights into the significance of Cx37 in plaque calcification.

The Exotic Palaeo-Thethys Terrane in Central Iran: New geological data from Anarak, Jandaq and Posht-e-Badam areas

Résumé Le « terrane » d'Anarak-Jandak occupe une position géologique clé au nord-ouest du Microcontinent Centre-East Iranien (CE1M), connecté avec le Bloc du Grand Kavir et la ceinture métamorphique de Sanandaj-Sirjan. Nous discutons ici l'origine de ces différentes unités, reliées jusqu'à présent à des épisodes orogéniques d'âge Précambrien à Paléozoïque inférieur, pour conclure finalement de leur affinité paléotéthysienne. Leur histoire commence par un épisode de rifting d'âge Ordovicien supérieur-Dévonien inférieur, pour se terminer au Trias par la collision des blocs Cimmériens dérivé du Gondwana avec le Bloc du Turan d'affinité asiatique (événement Eocimmérien). La plus importante unité métamorphique affleurant au sud-ouest de la région de Jandak-Anarak-Kaboudan est une épaisse séquence silicoclastique à grains fins contenant des blocs ophiolitiques (marginal-sea-type), et des associations basalte-gabbro à signatures géochimiques de type supra-subduction. Dans la région de Nakhlak, nous avons daté ces gabbros par la méthode U-Pb à 387f0.11 Ma ; les roches métamorphiques pélitiques ont donné des âges de refroidissement Ar-Ar pour la muscovite de 320 à 333 Ma. Ce complexe d'accrétion "varisque" a été métamorphisé dans le faciès schiste vert-amphibolite au cours de l'accrétion de la ceinture granitique d'Airekan, d'âge Cambrien inférieur (549±15 Ma par la méthode U/Pb), qui affleure aujourd'hui à l'extrémité nord-ouest du terrane d'Anarak-Jandak . La subduction vers le nord de l'océan Paléotéthys depuis le Paléazoïque supérieur jusqu'au Trias, a permis l'accumulation de grandes quantités de matériel océanique dans la zone de subduction. Par exemple, une succession de guyots (Anarak, Kaboudan, et Meraji Seamounts) et de hauts sous-marins, entrés en collision oblique avec le prisme d'accrétion, est à l'origine d'un léger métamorphisme de type HP qui affecte ces séries {âges Ar-Ar de 280 à 230 Ma). De plus, le magmatisme bimodal de Chah Gorbeh est caractérisé d'une part par des roches de type trondjémite-gabbros (262 Ma), d'autre part par des laves en coussin de type basaltes alcalins-rhyolites; ces roches magmatiques ont recoupé l'ophiolite d'Anarak lors de la mise en place de cette dernière dans la fosse interne de subduction. Quant au prisme d'accrétion de Doshakh, d'âge essentiellement Permien supérieur, i1 a été accrété le long de la marge continentale et métamorphisé dans le faciès schiste vert. La fermeture de la Paléotéthys s'enregistre finalement par la sédimentation dans le bassin d'avant pays du flysch de Bayazeh, d'âge probable Triasique. Le matériel issu de l'arc magmatique de la Paléotéthys est très bien préservé dans les dépôts infra-arc Dévonien supérieur-Carbonifère de Godar-e-Siah, ainsi que dans la succession d'avant-arc de Nakhlak. Pendant l'intervalle Paléozoïque supérieur-Trias, la région de Jandak a été soumise à un régime extensif de type bassin d'arrière-arc, dont un témoin pourrait être la ceinture ophiolitique d'Arusan, elle-même comparable aux écailles ophiolitiques d'Aghdarband au nord-est de l'Iran. Cet ensemble métamorphique est recoupé par des granites d'arc à collisionnel datés à 215±15 Ma. Dans la région de Yazd, témoin de la marge passive Cimmérienne, la sédimentation syn-rift Silurienne à Dévonienne inférieure a été interrompue pendant l'intervalle Trias moyen-Trias supérieur; il en a été de même pour les dépôts de plate-forme Paléozoïque supérieur. L'érosion, qui dans ce dernier cas a atteint le Permien, pourrait être liée au bombement flexural de la marge passive. La collision finale n'a pas induit de déformations trop importantes, et se caractérise par la mise en place de nappes sur la marge passive. Cet événement est scellé par des dépôts molassique du Lias. D'un point de vue régional, la zone s'étendant actuellement de la Mer Noire au Pamir a été soumise à six épisodes d'extension-compression du Jurassique inférieur (début du l'ouverture en position arrière-arc de la Néotéthys) à l'Eocène moyen. Par exemple, le terrane d'AnarakJandak, probablement situé entre le Kopeh Dagh et la plate-forme nord Afghane, s'est complètement détaché de sa patrie d'origine au début du Crétacé supérieur. Des preuves de cet événement se retrouvent dans les séries de plate-forme de Khur (préservation de séries syn-rift puis de marge passive). Les ophiolites de Nain et de Sabzevar sont de plus interprétée comme un témoin de l'existence de ce bassin d'arrière-arc. Dans l'intervalle Eocène-Oligocène, l'indentation par la plaque indienne de l'Eurasie a été contemporaine de la rotation horaire de fragments de l'ancien microcontinent Iranien et de la formation du CEIM. Cette rotation est responsable du transport du terrane d'Anarak-Jandak vers sa position actuelle en Iran Central, et de la dislocation de Terranes de moindre importance, comme le bloc de Posht-e Badam. Depuis le Miocène supérieur, et à la suite de la collision entre l'Arabie et l'Iran, le ternane d'Anarak-Jandak a subi des déformations liées à l'activité d'une zone de cisaillement dextre parallèle à la suture du Zagros, à l'arrière de l'arc magmatique d'Uromieh-Dokhtar. Résumé large public Le Microcontinent Centre-Est Iranien occupe une position géologique clé au centre de l'Iran. Les différentes unités qui le composent, reliées jusqu'à présent à des épisodes orogéniques d'âge Précambrien à Paléozoïque inférieur, sont maintenant rajeunies et liés à la fermeture de l'océean Paléotéthys. Leur histoire commence par un épisode de rifting d'âge Ordovicien supérieur à Dévonien inférieur, pour se terminer au Trias par la collision des- blocs Cimmériens, dérivés du Gondwana, avec le Bloc du Turan d'affinité asiatique. Dans la marge active asiatique de la Paléotéthys, nous avons daté les restes d'un océan marginal à 387±0.11 Ma. Ce complexe d'accrétion a été métamorphisé au cours de la réaccrétion de la ceinture granitique d'Airekan, d'âge Cambrien inférieur (549±15 Ma), qui affleure aujourd'hui à l'extrémité nord-ouest du « terrane » d'Anarak-Jandak correspondant à la plus grande partie de la région étudiée. Le matériel issu de l'arc magmatique de la Paléotéthys est très bien préservé et daté du Dévonien supérieur-Carbonifère. Pendant l'intervalle Paléozoïque supérieur-Trias, la région a été soumise à un régime extensif de type bassin d'arrière-arc, dont un témoin pourrait être la ceinture ophiolitique d'Arusan, comparable aux écailles ophiolitiques d'Aghdarband au nord-est de l'Iran. Cet ensemble métamorphique est recoupé par des granites datés à 215±15 Ma. La subduction vers le nord de l'océan Paléotéthys depuis le Paléozoïque supérieur jusqu'au Trias, a permis l'accumulation de grandes quantités de matériel océanique dans la zone de subduction. Par exemple, une succession de volcans sous-marins, entrés en collision avec le prisme d'accrétion, est à l'origine d'un léger métamorphisme de type HP qui affecte ces séries (280 à 230 Ma). Quant au prisme d'accrétion de Doshakh, d'âge essentiellement Permien supérieur, il a été mis en place le long de la marge continentale et métamorphisé dans le faciès schiste vert. La fermeture de la Paléotéthys s'enregistre finalement par la sédimentation dans le bassin d'avant pays du flysch de Bayazeh, d'âge Triasique. Dans la région de Yazd, on trouve les témoins de la marge passive Cimmérienne, la sédimentation syn-rift Silurienne à Dévonienne inférieure a été interrompue pendant l'intervalle Trias moyen-Trias supérieur, marqué par la flexuration de la marge passive lorsqu'elle rentra en collision avec la marge active asiatique. Cet événement est scellé par des dépôts molassique à charbon du Lias. Le «terrane» d'Anarak-Jandak, probablement situé à l'origine entre le Kopeh Dagh et la plate-forme nord Afghane, s'est complètement détaché de cette région au début du Crétacé supérieur lors de l'ouverture d'un bassin d'arrière-arc, engendré, cette fois, par la subduction de l'océan Néotéthys situé au sud des blocs cimmériens. Des preuves de cet événement se retrouvent dans les séries syn-rift, puis de marge passive de Khour. Les ophiolites de Nain et de Sabzevar sont interprétées comme un témoin de l'existence de ce bassin d'arrière-arc. Dans l'intervalle Eocène-Oligocène, l'indentation de l'Eurasie par la plaque indienne a été contemporaine de la rotation horaire de fragments de l'ancien microcontinent centre-Iranien. Cette rotation de près de 90° est responsable du transport du « terrane » d'Anarak-Jandak vers sa position actuelle. Abstract The Anarak-Jandaq terrane occupies a strategic geological situation at the north-western part of the Central-East Iranian Microcontinent (CEIM) and in connection with the Great Kavir Block and Sanandaj-Sirjan metamorphic belt. Our recent findings redefine the origin of these mentioned areas so far attributed to the Precambrian-Early Palaeozoic orogenic episodes, to be now directly related to the tectonic evolution of the Palaeo-Tethys Ocean, commenced by Late Ordovician-Early Devonian rifting events and terminated in the Triassic by the Eocimmerian tectonic event due to the collision of the Cimmerian blocks with the Asiatic Turan block. The most distributed metamorphic unit that is exposed from the south-west of Jandaq to the Anarak and Kaboudan areas is a thick and fine grain siliciclastic sequence accompanied by marginal-sea-basin ophiolitic blocks including basalt-gabbro association with supra-subduction-geochemical signature. These gabbros in the Nakhlak area were dated by U/Pb method at 387.6 ± 0.11 Ma and the metamorphic pelitic rocks yielded a range of 320 to 333 Ma muscovite-cooling ages based on 40Ar/39 Ar method. This "Variscan" accretionary complex was metamorphosed in greenschist-amphibolite facies during accretion to the Lower Cambrian Airekan granitic belt (549 ± 15 Ma by U/Pb method) that crops out at the northwestern edge of the Anarak-Jandaq terrane. Continued northward subduction of the Palaeo-Tethys Ocean during the entire Late Palaeozoic-Middle Triassic brought huge amount of oceanic material to the subduction zone. One chain of Carboniferous-Triassic oceanic rises and seamounts (the Anarak, Kaboudan, and Meraji Seamounts) obliquely collided with the accretionary wedge and created a mild HP metamorphic event (280-230 Ma based on 40Ar/39Ar results). Bimodal magmatism of the Chah Gorbeh area is characterized by a 262 Ma trondjemite-gabbro as well as pillow alkalibasalts-rhyolites which intruded the Anarak ophiolite when it was being emplaced within the inner-wall trench. The mainly Late Permian-Triassic Doshakh wedge was accreted along the continent and metamorphosed under lower greenschist facies and the probable Triassic Bayazeh flysch filled the foreland basin during the final closure. The Palaeo-Tethys magmatic arc products have been well preserved in the Late Devonian-Carboniferous Godar-e-Siah intra-arc deposits and the Triassic Nakhlak fore-arc succession. During the Late Palaeozoic-Triassic times, the Jandaq area has been affected by back-arc extension and probably the Arusan ophiolitic belt is the remnant of this narrow basin comparable to the Aqdarband ophiolitic remnant in north-east Iran. This metamorphic belt was intruded by 215 ± 15 Ma arc to collisional granites. In the passive margin of the Cimmerian block, on the Yazd region, the Silurian-Early Devonian syn-rift succession as well as the nearly continuous Upper Palaeozoic platform-type deposition was interrupted during the Middle to Late Triassic time, local erosion down to Devonian levels may be related to flexural bulge erosion. The collision event was not so strong to generate intensive deformation but was accompanied by some nappe thrusting onto the passive margin. It is finally unconformably covered by Liassic continental molassic deposits. Related to the onset of Neo-Tethyan back-arc opening in Early Jurassic to Mid-Eocene times, six periods of extensional-compressional events have differently influenced an elongated area, extending from the West Black Sea to Pamir. The Anarak-Jandaq terrane which was situated somewhere in this affected area, probably between the Kopeh Dagh and North Afghan platform, was completely detached from its source at the beginning of the Late Cretaceous

Syndromes cliniquement isolés dans l'accident vasculaire cérébral

Chaque année, près de 14000 personnes sont victimes d'un accident vasculaire cérébral (AVC) en Suisse (1). Parmi elles, 3000-4000 individus décèdent des suites de leur attaque et environ 2000 personnes survivent avec des séquelles qui peuvent être relativement importantes. Cette affection a donc un poids non négligeable en terme de morbidité et de mortalité ; dans les pays indistrualisés, elle représente la première cause de handicap, la deuxième cause de démence ainsi que la troisième cause de mortalité. Il existe deux types d'AVC : les accidents ischémiques et les accidents hémorragiques (2,3). Dans environ 80% des cas, les AVC sont des accidents ischémiques, résultant d'une occlusion artérielle ou veineuse - les ischémies sur occlusion veineuse étant rares en comparaison de celles sur occulsion artérielle. En outre, on parle d'accident ischémiques transitoires (AIT) lorsque les symptomes sont spontanément résolutifs en moins de 24 heures. Les accidents hémorragiques, quant à eux, ne constituent qu'une minorité des AVC (20%) et sont secondaires à une rupture de vaisseau. La physiopathologie des différents types d'AVC a été particulièrement bien étudiée, ce qui a permis de mettre en évidence un certain nombre de causes. Un AVC peut donc être d'origine cardiaque (embole à point de départ cardiaque, fibrillation auriculaire), d'origine athéromateuse (embole sur plaque d'athéromatose des vaisseaux pré-cérébraux) ou encore, la conséquence directe d'une hypertension artérielle (maladie des petits vaisseaux, hémorragies intracérébrales) (3). Il existe également des causes un peu moins fréquentes, telles que les dissections aortiques, les ruptures d'anévrisme, les malformations artério-veineuses, les états pro-coagulants, les vasculites, la prise de toxiques. De nombreux facteurs de risque ont été mis en évidence (3). Certains d'entre eux, tels que l'âge, le sexe ou l'éthnie, ne sont pas modifiables. Mais il en est d'autres sur lesquels il est possible d'avoir un impact positif et leur identification fait donc partie intégrante du bilan de base chez les patients victimes d'AVC. Il s'agit de l'hypertension artérielle, du diabète, du tabagisme actif et de l'hypercholestérolémie. La présentation clinique de l'AVC est fonction du territoire vasculaire touché (3). Historiquement, la localisation et la compréhension des fonctions cérébrales ont été le fruit de corrélations anatomo-clinique puis radiologico-clinique (2). Dans la majorité des cas, on étudiait la partie commune à toutes les lésions de différents patients présentant un symptôme, et cette partie était présumée responsable de cette fonction. Néanmoins, le patient pouvait présenter d'autres symptômes associés, ce qui peut représenter un certain biais. A l'heure actuelle, l'imagerie fonctionnelle remplace progressivement ces corrélations radiologico- cliniques (2). Finalement, des études de cas isolés, avec lésions relativement circonscrites, ont également contribués à la compréhension des fonctions cérébrales (4-12). Le but principal de cette étude est d'analyser les syndromes cliniquement isolées (CIS, atteinte d'une fonction cérébrale, d'un segment corporel) dans le registre lausannois des accidents vasculaires cérébraux en terme de facteurs de risques, et de caractéristiques de l'AVC (origine, localisation) afin de déterminer des facteurs indépendants de survenue de telles atteintes, d'un point de vue général et pour chacune d'entre elles.

Improved smoking cessation in smokers given ultrasound photographs of their own atherosclerotic plaques.

BACKGROUND: We examined whether making smokers aware that they had developed peripheral atherosclerosis would improve smoking cessation. METHODS: Smokers selected from the general population were randomly allocated to undergo high-resolution B-mode ultrasonography of their carotid and femoral arteries. All smokers received quit-smoking counseling. Smokers with > or =1 atherosclerotic plaque were given two photographs of a plaque with a relevant explanation. Quit rates were assessed by telephone 6 months later. RESULTS: Seventy-nine smokers did not undergo ultrasonography (A). Among the 74 smokers submitted to ultrasonography, 20 had no plaque (B) and 54 had > or =1 plaque (C). Quit rates were, respectively, 6.3, 5.0, and 22.2% in groups A, B, and C. Quit rates were higher in smokers submitted to ultrasonography (B + C vs A; P = 0.031) and in those receiving photographs (C vs A + B; P = 0.003). Smoking cessation was independently associated with intervention C (OR = 6.2; 95% CI = 1.8-21) and a white-collar job but not with age or gender. CONCLUSIONS: Providing smokers with photographs demonstrating atherosclerosis on their own person was an effective adjunct to physician's advice to quit smoking. Since ultrasonography is used increasingly often in clinical practice for cardiovascular risk stratification, this can provide an additional opportunity and means to deter smokers from smoking.

Atherosclerosis in ApoE-deficient mice progresses independently of the NLRP3 inflammasome.

The interleukin-1 (IL-1) family of cytokines has been implicated in the pathogenesis of atherosclerosis in previous studies. The NLRP3 inflammasome has recently emerged as a pivotal regulator of IL-1β maturation and secretion by macrophages. Little is currently known about a possible role for the NLRP3 inflammasome in atherosclerosis progression in vivo. We generated ApoE-/- Nlrp3-/-, ApoE-/- Asc-/- and ApoE-/- caspase-1-/- double-deficient mice, fed them a high-fat diet for 11 weeks and subsequently assessed atherosclerosis progression and plaque phenotype. No differences in atherosclerosis progression, infiltration of plaques by macrophages, nor plaque stability and phenotype across the genotypes studied were found. Our results demonstrate that the NLRP3 inflammasome is not critically implicated in atherosclerosis progression in the ApoE mouse model.

Combined transesophageal and surface MRI provides optimal imaging in aortic atherosclerosis.

OBJECTIVE: Surface magnetic resonance imaging (MRI) for aortic plaque assessment is limited by the trade-off between penetration depth and signal-to-noise ratio (SNR). For imaging the deep seated aorta, a combined surface and transesophageal MRI (TEMRI) technique was developed 1) to determine the individual contribution of TEMRI and surface coils to the combined signal, 2) to measure the signal improvement of a combined surface and TEMRI over surface MRI, and 3) to assess for reproducibility of plaque dimension analysis. METHODS AND RESULTS: In 24 patients six black blood proton-density/T2-weighted fast-spin echo images were obtained using three surface and one TEMRI coil for SNR measurements. Reproducibility of plaque dimensions (combined surface and TEMRI) was measured in 10 patients. TEMRI contributed 68% of the signal in the aortic arch and descending aorta, whereas the overall signal gain using the combined technique was up to 225%. Plaque volume measurements had an intraclass correlation coefficient of as high as 0.97. CONCLUSION: Plaque volume measurements for the quantification of aortic plaque size are highly reproducible for combined surface and TEMRI. The TEMRI coil contributes considerably to the aortic MR signal. The combined surface and TEMRI approach improves aortic signal significantly as compared to surface coils alone. CONDENSED ABSTRACT: Conventional MRI aortic plaque visualization is limited by the penetration depth of MRI surface coils and may lead to suboptimal image quality with insufficient reproducibility. By combining a transesophageal MRI (TEMRI) with surface MRI coils we enhanced local and overall image SNR for improved image quality and reproducibility.

Focal dependent pleural thickening at MDCT: pleural lesion or functional abnormality?

PURPOSE: To describe the characteristics of reversible focal pleural thickenings (PTs) mimicking real plaques, that firstly suggest asbestos exposure or pleural metastasis; to propose an imaging strategy and propose an explanation for their mechanism of formation. PATIENTS AND METHODS: Retrospective review of data from 19 patients with PTs fitting the description of pleural plaques at chest computed tomography (CT) and presenting modifications (clearance or appearance) of at least one PT at an additional chest examination in prone position. RESULTS: A total of 152 PTs were recorded on the first chest CT examinations with a range of two to 19 pleural opacities per patient. All PTs had a posterior distribution in the lower lobes. On the additional acquisitions, 144 PTs disappeared. Seventeen patients presented complete regression of PTs and two patients presented persistence of eight PTs. CONCLUSION: Additional low dose acquisition in prone position should be performed in all patients presenting with focal PT in a dependent and basal location. This may allow to exclude a pleural plaque in case of asbestos exposure but also a pleural metastasis in oncologic patients. These reversible dependent PTs could be related to physiological focal accumulation of lymphatic fluid in subpleural area.

MRI visualized neo-intimal dissection and co-localization of novel apoptotic markers apolipoprotein C-1, ceramide and caspase-3 in a Watanabe hyperlipidemic rabbit model

PURPOSE: Apoptotic arterial wall vascular smooth muscle cell death is known to contribute to plaque vulnerability and rupture. Novel apoptotic markers like apolipoprotein C-I have been implicated in apoptotic human vascular smooth muscle cell death via recruiting a neutral sphingomyelinase (N-SMase)-ceramide pathway. In vivo relevance of these observations in an animal model of plaque rupture has not been shown. METHODS AND RESULTS: Using Watanabe rabbits, we investigated three different groups (group 1, three normal Watanabe rabbits; group 2, six Watanabe rabbits fed with high cholesterol diet for 3 months; group 3, five Watanabe rabbits with similar diet but additional endothelial denudation). We followed progression of atherosclerosis to pharmacologically induced plaque rupture non-invasively using novel 3D magnetic resonance Fast-Field-Echo angiography (TR=7.2, TE=3.6 ms, matrix=512 x 512) and Fast-Spin-Echo vessel wall imaging methods (TR=3 heart beats, TE=10.5 ms, matrix=304 x 304) on 1.5 T MRI. MRI provided excellent image quality with good MRI versus histology vessel wall thickness correlation (r=0.8). In six animals of group 2/3 MRI detected neo-intimal dissection in the abdominal aorta which was accompanied by immuno-histochemical demonstration of concomitant aforementioned novel apoptotic markers, previously implicated in the apoptotic smooth muscle cell death in vitro. CONCLUSIONS: Our studies suggest a potential role for the signal transduction pathway involving apolipoprotein C-I for in vivo apoptosis and atherosclerotic plaque rupture visualized by MRI.

The Pseudomonas aeruginosa toxin L-2-amino-4-methoxy-trans-3-butenoic acid inhibits growth and induces encystment in Acanthamoeba castellanii.

L-2-Amino-4-methoxy-trans-3-butenoic acid (AMB) is a toxic antimetabolite produced by the opportunistic pathogen Pseudomonas aeruginosa. To evaluate its importance as a potential virulence factor, we tested the host response towards AMB using an Acanthamoeba castellanii cell model. We found that AMB (at concentrations ≥ 0.5 mM) caused amoebal encystment in salt buffer, while inhibiting amoebal growth in rich medium in a dose-dependent manner. However, no difference in amoebal plaque formation was observed on bacterial lawns of wild type and AMB-negative P. aeruginosa strains. We thereby conclude that AMB may eventually act as a virulence factor, but only at relatively high concentrations.

PPARgamma but not PPARalpha ligands are potent repressors of major histocompatibility complex class II induction in atheroma-associated cells.

Peroxisome proliferator-activated receptors (PPARs) are essential in glucose and lipid metabolism and are implicated in metabolic disorders predisposing to atherosclerosis, such as diabetes and dyslipidemia. Conversely, antidiabetic glitazones and hypolipidemic fibrate drugs, known as PPARgamma and PPARalpha ligands, respectively, reduce the process of atherosclerotic lesion formation, which involves chronic immunoinflammatory processes. Major histocompatibility complex class II (MHC-II) molecules, expressed on the surface of specialized cells, are directly involved in the activation of T lymphocytes and in the control of the immune response. Interestingly, expression of MHC-II has recently been observed in atherosclerotic plaques, and it can be induced by the proinflammatory cytokine interferon-gamma (IFN-gamma) in vascular cells. To explore a possible role for PPAR ligands in the regulation of the immune response, we investigated whether PPAR activation affects MHC-II expression in atheroma-associated cells. In the present study, we demonstrate that PPARgamma but not PPARalpha ligands act as inhibitors of IFN-gamma-induced MHC-II expression and thus as repressors of MHC-II-mediated T-cell activation. All different types of PPARgamma ligands tested inhibit MHC-II. This effect of PPARgamma ligands is due to a specific inhibition of promoter IV of CIITA and does not concern constitutive expression of MHC-II. Thus, the beneficial effects of antidiabetic PPARgamma activators on atherosclerotic plaque development may be partly explained by their repression of MHC-II expression and subsequent inhibition of T-lymphocyte activation.

High prevalence of peripheral atherosclerosis in a rapidly developing country.

Cardiovascular disease is rapidly increasing in developing countries experiencing epidemiological transition. We investigated the prevalence of peripheral atherosclerosis in a rapidly developing country and compared our findings with data previously reported in Western populations. A cardiovascular risk factor survey was conducted in 1067 individuals aged 25-64 randomly selected from the general population of Seychelles. High-resolution ultrasonography of the right and left carotid and femoral arteries was performed in a random subgroup of 503 subjects (245 men and 258 women). In each of the four arteries, arterial wall thickness (in plaque-free segments) and atherosclerotic plaques (i.e. focal wall thickening at least 1.0 mm thick) were measured separately. The prevalence of peripheral atherosclerosis was high in this population. For instance, at least one plaque > or =1.0 mm was found in, respectively, 34.9 and 27.5% of men and women aged 25-34 and at least one plaque > or =2.5 mm was found in, respectively, 58.2 and 36.9% of men and women aged 55-64. With reference to data found in the literature, the prevalence of carotid atherosclerosis appeared to be significantly higher in Seychelles than in Western populations. This study provides further evidence for the importance of cardiovascular disease in developing countries. Determinants should be identified and relevant prevention and control programs implemented.

Lésions endothéliales des ballons de contre-pulsion intra-aortique [Endothelial lesions caused by intra-aortic counterpulsation balloons]

Intra-aortic balloon pump (IABP) is the most frequently used mechanical circulatory support. Repeated trauma on the aortic wall has been reported as a cause of balloon perforation by endothelial denudation of atheromatous plaque. This study analyses the effect of IABP on the endothelium of the calf aorta. In 12 calves (mean weight: 72 +/- 6 kg) an IABP was inserted by femoral route and left during 6 hours on internal mode with a frequency of 80 cycles/min. The animals were sacrificed after the procedure (n = 4), at postoperative day (POD) 7 (n = 4), and at POD 14 (n = 4). In the aorta facing the balloon, nine transmural samples were taken proximally (n = 3), at mid height (n = 3) and distally (n = 3), for histological analysis of the percentage of aortic surface covered with endothelium. The percentage of aortic surface covered with endothelium at POD 0, 7 and 14 was proximally: 72.5 +/- 27.5%, 83.7 +/- 16.9% and 93.3 +/- 8.9% respectively; at mid-height: 50.8 +/- 30.7%, 65 +/- 25% and 95 +/- 5%; and distally: 31.4 +/- 20.1%, 48.3 +/- 34.4% and 85 +/- 10%. A large portion of the aortic endothelium is abraded after 6 hours of IAB pumping. This effect is more important at the distal level of the aorta. After two weeks, most of the endothelium has regenerated.