Haemodialysis acutely reduces the plasma levels of ADMA without reversing impaired NO-dependent vasodilation

Rapport de synthèse : Introduction: la prévalence de l'insuffisance rénale chronique (IRC) augmente et malgré les traitements de remplacement rénal telle que la transplantation ou la dialyse, la mortalité chez des patients atteints d'une IRC reste très élevée. Les maladies cardiovasculaires sont la cause principale de mortalité chez ces patients, et le risque de décès dú à une complication cardiovasculaire est chez eux accru de 10 à 20 fois par rapport à la population générale. Méme si les facteurs de risque cardiovasculaires «traditionnels », principalement l'hypertension artérielle et le diabète sont très prévalents chez les patients avec IRC, ils sont insuffisants pour expliquer l'excès de mortalité cardiovasculaire. D'autres facteurs de risques « nontraditionnels » comme l'accumulation du diméthylarginine asymétrique (ADMA), un inhibiteur endogène de la synthase d'oxyde d'azote (NO), semblent aussi être importants. Chez les patients avec IRC, des taux élevés d'ADMA sont un puissant facteur prédictif indépendant de la mortalité cardiovasculaire. Il a également été démontré chez des souris que l'ADMA peut étre une cause directe de dysfonction endothéliale. Cette dernière joue un rôle primordial dans le développement de l'athérosclérose, cause principale des complications cardiovasculaires. Le but du présent travail est de tester l'hypothèse qu'une réduction du taux d'ADMA après une séance unique d'hémodialyse améliore la dysfonction endothéliale. Méthodes: la dysfonction endothéliale peut être évaluée dans les microvaisseaux de la péan de façon non invasive par fluxmétrie laser Doppler. La vasodilatation cutanée induite par un échauffement local de 34° à 41 °C (hyperémie thermique) est connue pour être dépendante de la production endothéliale de NO et a été utilisée dans plusieurs études cliniques pour évaluer la dysfonction endothéliale. Nous avons recruté 24 patients traités par hémodialyse chronique et également 24 sujets contrôles du même âge et sexe. Chez les patients dialysés, l'hyperémie thermique est mesuré une fois directement avant une séance d'hémodialyse, et une fois directement après une autre séance, toutes deux distantes de 2 à 7 jours. En même temps, les taux plasmatiques d'ADMA sont mesurés par la méthode de spectrométrie de masse en tandem. Chez les sujets contrôle, l'hyperémie thermique est également mesurée à deux reprises, à un intervalle de 2 à 7 jours comme chez les patients dialysés et les taux d'ADMA sont déterminés qu'une seule fois. Résultats: chez les patients dialysés, les réactions d'hyperémie thermique étaient superposables avant et après dialyse, mais moindre que chez les sujets contrôles. Par contre, les taux d'ADMA étaient plus élevés avant qu'après dialysé. Les taux d'ADMA après dialyse étaient similaires aux taux chez les sujets contrôles. Conclusion: cette étude montre que la vasodilatation dépendante de la production endothéliale de NO dans la microcirculation cutanée n'est pas influencée par les taux plasmatiques d'ADMA chez les patients dialysés. Ces résultats suggèrent que d'autres mécanismes sont responsables de la dysfonction endothéliale chez ces patients. Ceci met en question le concept que l'accumulation d'ADMA est un facteur causal du risque cardiovasculaire élevé et suggère que l'ADMA est juste un marqueur du milieu très athérogénique causé par l'IRC.

Acetylcholine-induced vasodilation and reactive hyperemia are not affected by acute cyclo-oxygenase inhibition in human skin

Résumé Il est actuellement reconnu que l'endothélium vasculaire joue un rôle primordial dans la genèse des maladies cardiovasculaires, notamment l'artériosclérose. Dès lors, il est important de pouvoir investiguer la fonction endothéliale en clinique. Pour ce faire, il est particulièrement simple d'examiner la microcirculation cutanée, car celle-ci est très simplement accessible, de manière non-invasive, par fluxmétrie laser-Doppler. Pratiquement, on mesure l'augmentation du flux sanguin dermique en réponse à des stimuli connus pour agir via l'endothélium vasculaire. Les stimuli endothélium-dépendants les plus courants sont l'interruption temporaire du flux sanguin qui est suivie d'une hyperémie réactive, et l'administration transcutanée d'acétylcholine (Ach) par iontophorèse. La iontophorèse consiste à obtenir le transfert d' une substance ionisée, telle l'Ach, par l'application d'un courant électrique de polarité appropriée. L'objectif du présent travail était de déterminer le rôle des prostaglandines dans ces réponse vasodilatatrices dépendante de l'endothélium, rôle actuellement peu clair. 23 jeunes hommes volontaires non fumeurs et en bonne santé habituelle ont été examinés lors de deux visites séparées par 1 à 3 semaines. Lors de chaque visite, l'hyperémie réactive et la réponse vasodilatatrice à l'Ach ont été déterminées dans la peau de l'avant bras après administration soit d'un placebo, soit d'un inhibiteur de la cyclooxygénase (COX, enzyme qui contrôle la synthèse des prostaglandines). Chez certains sujets, l'inhibiteur était de l'acétylsalicylate de lysine (900 mg par voie intraveineuse). Chez d'autres sujets, il s'agissait d'indométhacine. (75 mg par voie orale). Comme la stimulation nociceptive liée au courant iontophorétique peut influencer la réponse à l'Ach, celle-ci a été déterminée en présence et en l'absence d'anesthésie de surface (crème de lidocaine). La réponse à l'Ach a été obtenue pour 4 doses différentes de cet agent (exprimées sous la forme de la densité de charge iontophorétique appliquée : 0.28, 1.4, 7, et 14 millicoulombs par cm2 de peau exposée). Le flux sanguin dermique était mesuré par imagerie laser-Doppler, une variante de la fluxmétrie laser-Doppler classique permettant l'exploration d'une surface de peau de taille arbitraire. Quelle que soit la condition testée, nous n'avons jamais observé la moindre influence de l'inhibition de la COX sur l'hyperémie réactive, ni sur la réponse à l'Ach. Cette dernière était augmentée significativement par l'anesthésie cutanée, que les sujets aient reçu ou non de l'acétylsalicylate de lysine ou de l'indométhacine . Par exemple, la réponses moyenne (±SD) à la plus haute dose d'Ach (testée sur 6 sujets, et exprimée en unités de perfusion, comme il est d'usage en fluxmétrie laser-Doppler ) était la suivante : en l'absence d'anesthésie : acétylsalicylate de lysine 339 ± 105, placebo 344 ± 68 ; avec l'anesthésie : acétylsalicylate de lysine 453 ± 76 , placebo 452 ± 65 (p * 0.001 pour les effets de l'anesthésie). En conclusion, nos résultats infirment une contribution des prostaglandines à l'hyperémie réactive ou à la vasodilatation induite par l'acétylcholine dans la microcirculation cutanée. Dans ce lit vasculaire, l'anesthésie locale accroît la vasodilatation induite par l'acétylcholine par un mécanisme indépendant des prostaglandines.

Quality of assessement of CMR images in the setting of the European cardiovascular magnetic resonance registry : description and validation of standardized criteria

l'imagerie par résonance magnétique (IRMC) est une technologie utilisée depuis les aimées quatre¬-vingts dans le monde de la cardiologie. Cette technique d'imagerie non-invasive permet d'acquérir Ses images du coeur en trois dimensions, dans n'importe quel, plan, sans application de radiation, et en haute résolution. Actuellement, cette technique est devenue un référence dans l'évaluation et 'l'investigation de différentes pathologies cardiaques. La morphologie cardiaque, la fonction des ventricules ainsi que leur contraction, la perfusion tissulaire ainsi que la viabilité tissulaire peuvent être caractérisés en utilisant différentes séquences d'imagerie. Cependant, cette technologie repose sur des principes physiques complexes et la mise en pratique de cette technique se heurte à la difficulté d'évaluer un organe en mouvement permanent. L'IRM cardiaque est donc sujette à différents artefacts qui perturbent l'interprétation des examens et peuvent diminuer la précision diagnostique de cette technique. A notre connaissance, la plupart des images d'IRMC sont analysées et interprétées sans évaluation rigoureuse de la qualité intrinsèque de l'examen. Jusqu'à présent, et à notre connaissance, aucun critère d'évaluation de la qualité des examens d'IRMC n'a été clairement déterminé. L'équipe d'IRMC du CHUV, dirigée par le Prof J. Schwitter, a recensé une liste de 35 critères qualitatifs et 12 critères quantitatifs évaluant la qualité d'un examen d'IRMC et les a introduit dans une grille d'évaluation. L'objet de cette étude est de décrire et de valider la reproductibilité des critères figurant dans cette grille d'évaluation, par l'interprétation simultanée d'examens IRMC par différents observateurs (cardiologues spécialisés en IRM, étudiant en médecine, infirmière spécialisée). Notre étude a permis de démontrer que les critères définis pour l'évaluation des examens d'IRMC sont robustes, et permettent une bonne reproductibilité intra- et inter-observateurs. Cette étude valide ainsi l'utilisation de ces critères de qualité dans le cadre de l'imagerie par résonance magnétique cardiaque. D'autres études sont encore nécessaires afin de déterminer l'impact de la qualité de l'image sur la précision diagnostique de cette technique. Les critères standardisés que nous avons validés seront utilisés pour évaluer la qualité des images dans le cadre d'une étude à échelle européenne relative à l'IRMC : "l'EuroCMR registry". Parmi les autres utilités visées par ces critères de qualité, citons notamment la possibilité d'avoir une référence d'évaluation de la qualité d'examen pour toutes les futures études cliniques utilisant la technologie d'IRMC, de permettre aux centres d'IRMC de quantifier leur niveau de qualité, voire de créer un certificat de standard de qualité pour ces centres, d'évaluer la reproductibilité de l'évaluation des images par différents observateurs d'un même centre, ou encore d'évaluer précisément la qualité des séquences développées à l'avenir dans le monde de l'IRMC.

Reproducibility of 3D free-breathing magnetic resonance coronary vessel wall imaging.

AIMS: Although the coronary artery vessel wall can be imaged non-invasively using magnetic resonance imaging (MRI), the in vivo reproducibility of wall thickness measures has not been previously investigated. Using a refined magnetization preparation scheme, we sought to assess the reproducibility of three-dimensional (3D) free-breathing black-blood coronary MRI in vivo. METHODS AND RESULTS: MRI vessel wall scans parallel to the right coronary artery (RCA) were obtained in 18 healthy individuals (age range 25-43, six women), with no known history of coronary artery disease, using a 3D dual-inversion navigator-gated black-blood spiral imaging sequence. Vessel wall scans were repeated 1 month later in eight subjects. The visible vessel wall segment and the wall thickness were quantitatively assessed using a semi-automatic tool and the intra-observer, inter-observer, and inter-scan reproducibilities were determined. The average imaged length of the RCA vessel wall was 44.5+/-7 mm. The average wall thickness was 1.6+/-0.2 mm. There was a highly significant intra-observer (r=0.97), inter-observer (r=0.94), and inter-scan (r=0.90) correlation for wall thickness (all P<0.001). There was also a significant agreement for intra-observer, inter-observer, and inter-scan measurements on Bland-Altman analysis. The intra-class correlation coefficients for intra-observer (r=0.97), inter-observer (r=0.92), and inter-scan (r=0.86) analyses were also excellent. CONCLUSION: The use of black-blood free-breathing 3D MRI in conjunction with semi-automated analysis software allows for reproducible measurements of right coronary arterial vessel-wall thickness. This technique may be well-suited for non-invasive longitudinal studies of coronary atherosclerosis.

A randomized, double blind, placebo-controlled trial of pioglitazone in combination with riluzole in amyotrophic lateral sclerosis.

BACKGROUND: Pioglitazone, an oral anti-diabetic that stimulates the PPAR-gamma transcription factor, increased survival of mice with amyotrophic lateral sclerosis (ALS). METHODS/PRINCIPAL FINDINGS: We performed a phase II, double blind, multicentre, placebo controlled trial of pioglitazone in ALS patients under riluzole. 219 patients were randomly assigned to receive 45 mg/day of pioglitazone or placebo (one: one allocation ratio). The primary endpoint was survival. Secondary endpoints included incidence of non-invasive ventilation and tracheotomy, and slopes of ALS-FRS, slow vital capacity, and quality of life as assessed using EUROQoL EQ-5D. The study was conducted under a two-stage group sequential test, allowing to stop for futility or superiority after interim analysis. Shortly after interim analysis, 30 patients under pioglitazone and 24 patients under placebo had died. The trial was stopped for futility; the hazard ratio for primary endpoint was 1.21 (95% CI: 0.71-2.07, p = 0.48). Secondary endpoints were not modified by pioglitazone treatment. Pioglitazone was well tolerated. CONCLUSION/SIGNIFICANCE: Pioglitazone has no beneficial effects on the survival of ALS patients as add-on therapy to riluzole. TRIAL REGISTRATION: Clinicaltrials.gov NCT00690118.

Fibronectin-binding proteins and clumping factor A in Staphylococcus aureus experimental endocarditis: FnBPA is sufficient to activate human endothelial cells.

Surface molecules of Staphylococcus aureus are involved in the colonization of vascular endothelium which is a crucial primary event in the pathogenesis of infective endocarditis (IE). The ability of these molecules to also launch endothelial procoagulant and proinflammatory responses, which characterize IE, is not known. In the present study we investigated the individual capacities of three prominent S. aureus surface molecules; fibronectin-binding protein A (FnBPA) and B (FnBPB) and clumping factor A (ClfA), to promote bacterial adherence to cultured human endothelial cells (ECs) and to activate phenotypic and functional changes in these ECs. Non-invasive surrogate bacterium Lactococcus lactis, which, by gene transfer, expressed staphylococcal FnBPA, FnBPB or ClfA molecules were used. Infection of ECs increased 50- to 100-fold with FnBPA- or FnBPB-positive recombinant lactococci. This coincided with EC activation, interleukin-8 secretion and surface expression of ICAM-1 and VCAM-1 and concomitant monocyte adhesion. Infection with ClfA-positive lactococci did not activate EC. FnBPA-positive L. lactis also induced a prominent tissue factor-dependent endothelial coagulation response that was intensified by cell-bound monocytes. Thus S. aureus FnBPs, but not ClfA, confer invasiveness and pathogenicity to non-pathogenic L. lactis organisms indicating that bacterium-EC interactions mediated by these adhesins are sufficient to evoke inflammation as well as procoagulant activity at infected endovascular sites.

Coronary artery imaging by magnetic resonance.

Non-invasive visualization of the coronary arteries represents a major challenge in modern cardiology, but this goal may be achieved in the near future by MR angiography. Possible applications are non-invasive diagnosis of coronary artery disease, and follow-up examinations for therapy control after PTCA, in order to detect restenosis at an early stage. A multiple slice technique (2 mm slice thickness, with a spatial resolution of 1 x 1 mm, Philips Gyroscan ACS-II, 1.5 Tesla) was used. Ten volunteers were imaged and 10 patients with coronary artery disease were examined before and after PTCA. MR measurements were validated by quantitative coronary angiography. The diameters of the proximal coronary arteries as measured by both methods were compared, and a good correlation was found (r = 0.76). Thus, it is concluded that non-invasive visualization of the coronary arteries is possible before and after PTCA and allows to determine potential restenoses. However, patient cooperation is essential for good image quality. Moreover, limited spatial image resolution and breathing artifacts restrict MR coronary angiography today to be used as a routine diagnostic tool for the diagnosis of coronary artery disease.

Sleep disorders in boys with Duchenne muscular dystrophy

Introduction La dystrophie musculaire de Duchenne (DMD) est une myopathie progressive liée au chromosome X qui atteint environ un garçon sur 3500. Des troubles du sommeil (TDS) sont fréquemment rapportés par ces patients Les études effectuées à ce jour se sont essentiellement concentrées sur les troubles respiratoires liés au sommeil. Les TDS débutent toutefois fréquemment avant l'installation d'un trouble ventilatoire nocturne et de nombreux autres facteurs peuvent en être la cause. Objectif L'objectif de cette étude est d'évaluer la fréquence des TDS chez les garçons avec une DMD et d'en identifier les facteurs de risque. Méthode II s'agit d'une étude transversale effectuée par questionnaire postal adressé aux parents de tout garçon âgé de 4-18 ans avec une DMD, suivi dans deux centres tertiaires de réhabilitation pédiatrique (Lausanne et Dublin). Les TDS sont évalués à l'aide de la 'Sleep Disturbance Scale for Children' (SDSC), validée sur 1157 enfants sains. Elle permet d'obtenir un score total et des scores pour six facteurs représentant les TDS les plus fréquents (troubles de l'endormissement et du maintien du sommeil (TEMS), éveil nocturne-cauchemars, transition veille-sommeil, somnolence diurne excessive, troubles respiratoires associés au sommeil (TRS), hyperhidrose du sommeil). Un T- score supérieur à 70 (>2DS) est considéré comme pathologique. Les associations potentielles entre des scores pathologiques et des facteurs individuels (âge, mobilité diurne et nocturne, douleur), thérapeutiques (orthèses nocturnes, ventilation non-invasive, médication) et environnementaux (facteurs socio-familiaux) sont évaluées à l'aide d'analyses univariées (χ2) et de régressions logistiques ascendantes. Résultats Seize garçons sur 63, soit 25.4%, présentent un score total pathologique en comparaison au 3% attendus dans la population générale. Les TEMS (29.7%), les TRS (15.6%) et l'hyperhidrose du sommeil (14.3%) sont les TDS les plus prévalent. Le besoin d'être mobilisé la nuit par un tiers (OR=9.4; 95%CI: 2.2-40.7; p=0.003) et être l'enfant d'une famille monoparentale (OR=7.2; 95%CI: 1.5-35.1; p=0.015) sont des facteurs de risque indépendants pour un score total pathologique. Le besoin d'être mobilisé la nuit par un tiers (OR=18.0; 95%CI: 2.9¬110.6; p=0.002), le traitement par corticostéroïdes (OR=7.7; 95%CI: 1.4-44.0; p-0.021) et être l'enfant d'une famille monoparentale (OR=7.0; 95%CI: 1.3-38.4; p=0.025) sont des facteurs de risque indépendants pour un TEMS. Discussion Cette étude montre une prévalence élevée des TDS chez les garçons avec une DMD (25% contre 3% attendus dans la population générale). Le besoin d'être mobilisé la nuit par un tiers est identifié comme un facteur de risque important pour un score total pathologique et un TEMS. Il reflète vraisemblablement un degré d'atteinte motrice tel qu'il limite les mouvements spontanés et les adaptations posturales du sommeil, ayant pour conséquence une diminution importante de la qualité du sommeil. Les enfants vivant dans un foyer monoparental présentent plus fréquemment un score total pathologique et des TEMS, possiblement en lien avec un stress psychologique plus important dans ces familles. Le traitement par corticostéroïdes est identifié comme facteur de risque pour un TEMS. Une adaptation du schéma ou du dosage permet généralement de limiter cet effet secondaire. Si nécessaire, un traitement par Mélatonine peut être instauré. Aucune association n'a pu être mise en évidence entre les facteurs analysés et les TRS, possiblement en raison du petit nombre de garçons ayant rapporté de tels symptômes et du fait que certains symptômes d'hypoventilation nocturne ne sont pas évalués par la SDSC. Par ailleurs, la valeur prédictive de l'anamnèse, comme celle des fonctions pulmonaires diurnes, est connue pour être limitée, raison pour laquelle une oxy-capnométrie est effectuée de routine en dessous d'une capacité vitale forcée de 50%. Elle permet, si nécessaire, l'instauration précoce d'une ventilation non-invasive, limitant ainsi vraisemblablement l'impact de ('hypoventilation nocturne sur la qualité du sommeil dans notre population. Plusieurs limitations sont à évoquer. Le petit nombre de patients ne permet pas d'exclure d'autres associations potentielles. La nature transversale de l'étude augmente le risque de causalité inverse. Cette étude n'inclut pas de mesure quantitative du sommeil. Les questionnaires adressés aux parents ont toutefois pu être démontrés comme fiables hormis pour les TRS. Un biais de non-réponse ne peut pas être totalement exclu, bien que le taux de réponse soit élevé (86,5%) et qu'il n'y ait pas de différence significative entre les populations de répondeurs et non-répondeurs. Conclusion La prévalence des TDS est élevée chez les garçons avec une DMD et leurs causes sont multiples. Les facteurs de risques sont physiques (immobilité nocturne), pharmacologiques (corticothérapie) et environnementaux (famille monoparentale). Compte tenu de son impact sur la qualité de vie, l'évaluation du sommeil doit être systématique en consultation et ne pas se limiter aux seuls troubles ventilatoires nocturnes.

Quantification of the local heartwall motion by magnetic resonance myocardial tagging.

Sophisticated magnetic resonance tagging techniques provide powerful tools for the non-invasive assessment of the local heartwall motion towards a deeper fundamental understanding of local heart function. For the extraction of motion data from the time series of magnetic resonance tagged images and for the visualization of the local heartwall motion a new image analysis procedure has been developed. New parameters have been derived which allows quantification of the motion patterns and are highly sensitive to any changes in these patterns. The new procedure has been applied for heart motion analysis in healthy volunteers and in patient collectives with different heart diseases. The achieved results are summarized and discussed.

Ultra-High Field (7 Tesla) MRI for Gamma Knife Surgery Targeting of the Ventro-Intermediate Nucleus: A Pilot in Vivo Study

Aim: Gamma Knife surgery (GKS) is a non-invasive neurosurgical stereotactic procedure, increasingly used as an alternative to open functional procedures. This includes the targeting of the ventro-intermediate (Vim) nucleus of the thalamus for tremor. We currently perform an indirect targeting, using the "quadrilatere of Guyot," as the Vim nucleus is not visible on current 3 Tesla (T) MRI acquisitions. The primary objective of the current study was to enhance anatomic imaging for Vim GKS using high-field (7 T) MRI, with the aim of refining the visualization and precision of anatomical targeting. Method: Five young healthy subjects (mean age 23 years) were scanned both on 3 and 7 T MRI in Lausanne University Hospital (CHUV) and Center for Biomedical Imaging (CIBM). Classical T1-weighted MPRAGE, T2 CISS sequences (replacing former ventriculography) and diffusion tensor imaging were acquired at 3T. We obtained high-resolution susceptibility weighted images (SWI) at 7T for the visualization of thalamic subparts. SWI was further integrated for the first time into Leksell Gamma Plan® (LGP) software and co-registered with the 3T images. A simulation of targeting of the Vim was done using the "quadrilatere of Guyot" methodology on the 3T images. Furthermore, a correlation with the position of the found target on SWI was performed. The atlas of Morel et al. was used to confirm the findings on a detailed computer analysis outside LGP. Also, 3T and 7T MRI of one patient undergoing GKS Vim thalamotomy, were obtained before and 2 years after the procedure, and studied similarly. Results: The use of SWI provided a superior resolution and improved image contrast within the central gray matter. This allowed visualization and direct delineation of groups of thalamic nuclei in vivo, including the Vim. The position of the target, as assessed with the "quadrilatere of Guyot" method on 3 T, perfectly matched with the supposed one of the Vim on the SWI. Furthermore, a 3-dimensional model of the Vim target area was created on the basis of 3T and 7T images. Conclusion: This is the first report of the integration of SWI high-field MRI into the LGP in healthy subjects and in one patient treated GKS Vim thalamotomy. This approach aims at the improvement of targeting validation and further direct targeting of the Vim in tremor. The anatomical correlation between the direct visualization on 7T and the current targeting methods on 3T seems to show a very good anatomical matching.

Biofilm formation on bone grafts and bone graft substitutes: comparison of different materials by a standard in vitro test and microcalorimetry.

We analyzed the initial adhesion and biofilm formation of Staphylococcus aureus (ATCC 29213) and S. epidermidis RP62A (ATCC 35984) on various bone grafts and bone graft substitutes under standardized in vitro conditions. In parallel, microcalorimetry was evaluated as a real-time microbiological assay in the investigation of biofilm formation and material science research. The materials beta-tricalcium phosphate (beta-TCP), processed human spongiosa (Tutoplast) and poly(methyl methacrylate) (PMMA) were investigated and compared with polyethylene (PE). Bacterial counts (log(10) cfu per sample) were highest on beta-TCP (S. aureus 7.67 +/- 0.17; S. epidermidis 8.14 +/- 0.05) while bacterial density (log(10) cfu per surface) was highest on PMMA (S. aureus 6.12 +/- 0.2, S. epidermidis 7.65 +/- 0.13). Detection time for S. aureus biofilms was shorter for the porous materials (beta-TCP and processed human spongiosa, p < 0.001) compared to the smooth materials (PMMA and PE), with no differences between beta-TCP and processed human spongiosa (p > 0.05) or PMMA and PE (p > 0.05). In contrast, for S. epidermidis biofilms the detection time was different (p < 0.001) between all materials except between processed human spongiosa and PE (p > 0.05). The quantitative analysis by quantitative culture after washing and sonication of the material demonstrated the importance of monitoring factors like specific surface or porosity of the test materials. Isothermal microcalorimetry proved to be a suitable tool for an accurate, non-invasive and real-time microbiological assay, allowing the detection of bacterial biomass without removing the biofilm from the surface.

Genome-wide association analysis identifies variants associated with nonalcoholic fatty liver disease that have distinct effects on metabolic traits.

Nonalcoholic fatty liver disease (NAFLD) clusters in families, but the only known common genetic variants influencing risk are near PNPLA3. We sought to identify additional genetic variants influencing NAFLD using genome-wide association (GWA) analysis of computed tomography (CT) measured hepatic steatosis, a non-invasive measure of NAFLD, in large population based samples. Using variance components methods, we show that CT hepatic steatosis is heritable (∼26%-27%) in family-based Amish, Family Heart, and Framingham Heart Studies (n = 880 to 3,070). By carrying out a fixed-effects meta-analysis of genome-wide association (GWA) results between CT hepatic steatosis and ∼2.4 million imputed or genotyped SNPs in 7,176 individuals from the Old Order Amish, Age, Gene/Environment Susceptibility-Reykjavik study (AGES), Family Heart, and Framingham Heart Studies, we identify variants associated at genome-wide significant levels (p<5×10(-8)) in or near PNPLA3, NCAN, and PPP1R3B. We genotype these and 42 other top CT hepatic steatosis-associated SNPs in 592 subjects with biopsy-proven NAFLD from the NASH Clinical Research Network (NASH CRN). In comparisons with 1,405 healthy controls from the Myocardial Genetics Consortium (MIGen), we observe significant associations with histologic NAFLD at variants in or near NCAN, GCKR, LYPLAL1, and PNPLA3, but not PPP1R3B. Variants at these five loci exhibit distinct patterns of association with serum lipids, as well as glycemic and anthropometric traits. We identify common genetic variants influencing CT-assessed steatosis and risk of NAFLD. Hepatic steatosis associated variants are not uniformly associated with NASH/fibrosis or result in abnormalities in serum lipids or glycemic and anthropometric traits, suggesting genetic heterogeneity in the pathways influencing these traits.

Radiological detection of dissolved cocaine

Introduction: Smuggling dissolved drugs, especially cocaine, in bottled liquids is a problem at borders nowadays. Common fluoroscopy of packages at the border cannot detect contaminated liquids. To find a dissolved drug, an immunological test using a drug-test panel has to be performed. This means that a control sample of the cargo must be opened to perform the test. As it is not possible to open all boxes, and as smugglers hide the drugcontaining boxes between regularly filled boxes, contaminated cargos can be overlooked. Investigators sometimes cannot perform the drug-test panel because they try not to arouse the smugglers' suspicion in order to follow the cargo and to find the recipient. Aims: The objective of our studies was to define non-invasive examination techniques to investigate cargos that are suspicions to contain dissolved cocaine without leaving traces on the samples. We examined vessels containing cocaine by radiological cross-section techniques such as multidetector computed tomography (MDCT) and magnetic resonance spectroscopy (MRS). Methods: In a previous study, we examined bottles of wine containing dissolved cocaine in different quantities using an MDCT unit. To distinguish between bottles containing red wine and those where cocaine was solved in the wine, cross sectional 2D-images have been reconstructed and the absorption of X-rays was quantified by measuring the mean density of the liquid inside the bottles. In our new study, we investigated phantoms containing cocaine dissolved in water with or without ethanol as well as cocaine dissolved in different sorts of commercially available wine by the use of a clinical magnetic resonance unit (3 tesla). To find out if dissolved cocaine could be detected, magnetic resonance spectroscopy (1H MRS) was performed. Results: By using a MDCT-unit and measuring the mean attenuation of X-rays, it is possible to distinguish weather substances are dissolved in a liquid or not, if a comparative liquid without any solutions is available. The increase of the mean density indicates the presence of dissolved substances without the possibility to identify the substance. By using magnetic resonance spectroscopy, dissolved cocaine can be clearly identified because it produces distinctive resonances in the spectrum. In contrast to MDCT, this technique shows a high sensitivity (detection of 1 mM cocaine in wine). Conclusions: Cross-sectional imaging techniques such as MDCT and MRS appropriated to examine cargos that are suspicious to contain dissolved cocaine. They allow to perform non-invasive investigations without leaving any trace on the cargo. While an MDCT scan can detect dissolved substances in liquids, identification of cocaine can be obtained by MR-spectroscopy. Acknowledgment: This work was supported by the Centre d'Imagerie BioMédicale (CIBM) of the University of Lausanne (UNIL), the Swiss Federal Institute of Technology Lausanne (EPFL), the University of Geneva (UniGe), the Centre Hospitalier Universitaire Vaudois (CHUV), the Hôpitaux Universitaire de Genève (HUG) and the Leenaards and the Jeantet Foundations.

Pulse wave analysis aortic pressure . distole should also be considered

La rigidité anormalement haute des artères à grande conductance est un marqueur de l'augmentation du risque cardiovasculaire et est typiquement retrouvée chez les patients diabétiques ou hypertendus. Ces vaisseaux deviennent plus rigides avec l'âge, expliquant la haute prévalence d'hypertension systolique chez les personnes âgées. Cette rigidification agit sur la pression sanguine de plusieurs façons. Notamment la fonction windkessel est gênée, menant à l'augmentation de la pression systolique et de la pression puisée, la diminution de la pression diastolique, et ainsi à l'augmentation de la postcharge ventriculaire gauche associée à une probable diminution de la perfusion coronarienne. De plus, la propagation des ondes de pression le long de l'arbre vasculaire est accélérée, de sorte que les ondes réfléchies générées au site de décalage d'impédance atteignent l'aorte ascendante plus tôt par rapport au début de l'éjection ventriculaire, aboutissant à une augmentation de la pression systolique centrale, ce qui n'arriverait pas en présence de vaisseaux moins rigides. Dans ce cas, au contraire, les ondes de pression antérogrades et réfléchies voyages plus lentement, de sorte que les ondes de réflexion tendent à atteindre l'aorte centrale une fois l'éjection terminée, augmentant la pression diastolique et contribuant à la perfusion coronarienne. La tonométrie d'applanation est une méthode non invasive permettant l'évaluation de la forme de l'onde de pression au niveau l'aorte ascendante, basée sur l'enregistrement du pouls périphérique, au niveau radial dans notre étude. Nous pouvons dériver à partir de cette méthode un index d'augmentation systolique (sAIX) qui révèle quel pourcentage de la pression centrale est du aux ondes réfléchies. Plusieurs études ont montré que cet index est corrélé à d'autres mesures de la rigidité artérielle comme la vitesse de l'onde de pouls, qu'il augmente avec l'âge et avec les facteurs de risques cardiovasculaires, et qu'il est capable de préciser le pronostic cardiovasculaire. En revanche, peu d'attention a été portée à l'augmentation de la pression centrale diastolique due aux ondes réfléchies (dAIX). Nous proposons donc de mesurer cet index par un procédé d'analyse développé dans notre laboratoire, et ce dans la même unité que l'index systolique. Etant donné que les modifications de la paroi artérielle modulent d'une part la vitesse de l'onde de pouls (PWV) et d'autre part le temps de voyage aller-retour des ondes de pression réfléchies aux sites de réflexion, toute augmentation de la quantité d'énergie réfléchie atteignant l'aorte pendant la systole devrait être associée à une diminution de l'énergie arrivant au même point pendant la diastole. Notre étude propose de mesurer ces deux index, ainsi que d'étudier la relation de l'index d'augmentation diastolique (dAIX) avec la vitesse de propagation de l'onde de pouls (PWV) et avec le rythme cardiaque (HR), ce dernier étant connu pour influencer l'index d'augmentation systolique (sAIX) . L'influence de la position couchée et assise est aussi étudiée. Les mesures de la PWV et des sAIX et dAIX est réalisée chez 48 hommes et 45 femmes âgées de 18 à 70 ans, classés en 3 groupes d'âges. Les résultats montrent qu'en fonction de l'âge, le genre et la position du corps, il y a une relation inverse entre sAIX et dAIX. Lorsque PWV et HR sont ajoutés comme covariables à un modèle de prédiction comprenant l'âge, le genre et la position du corps comme facteurs principaux, sAIX est directement lié à PWV (p<0.0001) et inversement lié à HR (p<0.0001). Avec la même analyse, dAIX est inversement lié à PWV (p<0.0001) et indépendant du rythme cardiaque (p=0.52). En conclusion, l'index d'augmentation diastolique est lié à la rigidité vasculaire au même degré que l'index d'augmentation systolique, alors qu'il est affranchi de l'effet confondant du rythme cardiaque. La quantification de l'augmentation de la pression aortique diastolique due aux ondes réfléchies pourrait être une partie utile de l'analyse de l'onde de pouls.

Interhemispheric visual integration in humans explored by multimodal brain imaging

Résumé: Les récents progrès techniques de l'imagerie cérébrale non invasives ont permis d'améliorer la compréhension des différents systèmes fonctionnels cérébraux. Les approches multimodales sont devenues indispensables en recherche, afin d'étudier dans sa globalité les différentes caractéristiques de l'activité neuronale qui sont à la base du fonctionnement cérébral. Dans cette étude combinée d'imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf) et d'électroencéphalographie (EEG), nous avons exploité le potentiel de chacune d'elles, soit respectivement la résolution spatiale et temporelle élevée. Les processus cognitifs, de perception et de mouvement nécessitent le recrutement d'ensembles neuronaux. Dans la première partie de cette thèse nous étudions, grâce à la combinaison des techniques IRMf et EEG, la réponse des aires visuelles lors d'une stimulation qui demande le regroupement d'éléments cohérents appartenant aux deux hémi-champs visuels pour en faire une seule image. Nous utilisons une mesure de synchronisation (EEG de cohérence) comme quantification de l'intégration spatiale inter-hémisphérique et la réponse BOLD (Blood Oxygenation Level Dependent) pour évaluer l'activité cérébrale qui en résulte. L'augmentation de la cohérence de l'EEG dans la bande beta-gamma mesurée au niveau des électrodes occipitales et sa corrélation linéaire avec la réponse BOLD dans les aires de VP/V4, reflète et visualise un ensemble neuronal synchronisé qui est vraisemblablement impliqué dans le regroupement spatial visuel. Ces résultats nous ont permis d'étendre la recherche à l'étude de l'impact que le contenu en fréquence des stimuli a sur la synchronisation. Avec la même approche, nous avons donc identifié les réseaux qui montrent une sensibilité différente à l'intégration des caractéristiques globales ou détaillées des images. En particulier, les données montrent que l'implication des réseaux visuels ventral et dorsal est modulée par le contenu en fréquence des stimuli. Dans la deuxième partie nous avons a testé l'hypothèse que l'augmentation de l'activité cérébrale pendant le processus de regroupement inter-hémisphérique dépend de l'activité des axones calleux qui relient les aires visuelles. Comme le Corps Calleux présente une maturation progressive pendant les deux premières décennies, nous avons analysé le développement de la fonction d'intégration spatiale chez des enfants âgés de 7 à 13 ans et le rôle de la myelinisation des fibres calleuses dans la maturation de l'activité visuelle. Nous avons combiné l'IRMf et la technique de MTI (Magnetization Transfer Imaging) afin de suivre les signes de maturation cérébrale respectivement sous l'aspect fonctionnel et morphologique (myelinisation). Chez lés enfants, les activations associées au processus d'intégration entre les hémi-champs visuels sont, comme chez l'adulte, localisées dans le réseau ventral mais se limitent à une zone plus restreinte. La forte corrélation que le signal BOLD montre avec la myelinisation des fibres du splenium est le signe de la dépendance entre la maturation des fonctions visuelles de haut niveau et celle des connections cortico-corticales. Abstract: Recent advances in non-invasive brain imaging allow the visualization of the different aspects of complex brain dynamics. The approaches based on a combination of imaging techniques facilitate the investigation and the link of multiple aspects of information processing. They are getting a leading tool for understanding the neural basis of various brain functions. Perception, motion, and cognition involve the formation of cooperative neuronal assemblies distributed over the cerebral cortex. In this research, we explore the characteristics of interhemispheric assemblies in the visual brain by taking advantage of the complementary characteristics provided by EEG (electroencephalography) and fMRI (Functional Magnetic Resonance Imaging) techniques. These are the high temporal resolution for EEG and high spatial resolution for fMRI. In the first part of this thesis we investigate the response of the visual areas to the interhemispheric perceptual grouping task. We use EEG coherence as a measure of synchronization and BOLD (Blood Oxygenar tion Level Dependent) response as a measure of the related brain activation. The increase of the interhemispheric EEG coherence restricted to the occipital electrodes and to the EEG beta band and its linear relation to the BOLD responses in VP/V4 area points to a trans-hemispheric synchronous neuronal assembly involved in early perceptual grouping. This result encouraged us to explore the formation of synchronous trans-hemispheric networks induced by the stimuli of various spatial frequencies with this multimodal approach. We have found the involvement of ventral and medio-dorsal visual networks modulated by the spatial frequency content of the stimulus. Thus, based on the combination of EEG coherence and fMRI BOLD data, we have identified visual networks with different sensitivity to integrating low vs. high spatial frequencies. In the second part of this work we test the hypothesis that the increase of brain activity during perceptual grouping depends on the activity of callosal axons interconnecting the visual areas that are involved. To this end, in children of 7-13 years, we investigated functional (functional activation with fMRI) and morphological (myelination of the corpus callosum with Magnetization Transfer Imaging (MTI)) aspects of spatial integration. In children, the activation associated with the spatial integration across visual fields was localized in visual ventral stream and limited to a part of the area activated in adults. The strong correlation between individual BOLD responses in .this area and the myelination of the splenial system of fibers points to myelination as a significant factor in the development of the spatial integration ability.