Impact d'un traumatisme crânio-cérébral léger sur l’architecture du sommeil et le transcriptome dans un modèle murin

Le traumatisme crânien léger (TCL) est l'un des troubles neurologiques les plus courants affectant la santé publique. Aussi, les troubles du sommeil sont fréquents chez les patients atteints de TCL. Les études chez les rongeurs montrent que certains marqueurs de plasticité synaptique diminuent après le TCL, ce qui pourrait nuire à la plasticité du cerveau. Nous suggérons que la perte de sommeil intensifie l'effet négatif de TCL, qui peut refléter les changements des marqueurs de plasticité synaptique ou des changements des voies physiologiques qui régulent le sommeil. En utilisant un modèle de traumatisme crânien sur crâne fermé (closed head injury), nous avons étudié la relation bidirectionnelle entre le TCL et le sommeil en évaluant les effets de TCL sur l’activité électrique du cerveau par électroencéphalographie (EEG), et ceux de la privation de sommeil (PS) sur l'expression génique post-TCL. Premièrement, l'activité EEG a été enregistrée pour voir si l'architecture du sommeil est altérée suite au TCL. Nous avons ensuite voulu tester si la PS suite TCL induit des changements dans l'expression des gènes : Arc, Homer1a, Hif1a, Bdnf, Fos et éphrines, qui ont été liés à la plasticité synaptique et à la régulation du sommeil. Nous avons également étudié l'effet de la PS post-TCL sur le génome complet dans les régions cibles (cortex et l'hippocampe). Les principaux résultats obtenus dans cette étude confirment que TCL modifie de manière significative l'activité spectrale pendant l'éveil, le sommeil Rapid Eye Movement (REM) et le sommeil non-REM dans le deuxième 24 heures post-TCL. Fait intéressant, la capacité de maintenir de longues périodes d'éveil a été altérée immédiatement après TCL (première 24h post-TCL). La dynamique de l'activité delta pendant l'éveil a été modifié par le TCL. Parallèlement à ces modifications, des changements dans l'expression des gènes ont été observés dans le cortex et l'hippocampe. Seulement Arc et EfnA3 ont montré une interaction TCL / PS et ce dans l’hippocampe, tandis que l'expression de tous les autres gènes semblait être affectée par la PS ou TCL indépendamment. Nos résultats montrent pour la première fois que le TCL induit l'expression de deux chimiokines (Ccl3 et Cxcl5) à la fois dans le cortex cérébral et l'hippocampe 2,5 jours post-TCL. Également, nous avons observé que le TCL induit une diminution de l'expression de Lgals3 et S100A8 dans le cortex, et une augmentation d’Olig2 dans l'hippocampe. Les résultats concernant les effets de la PS sur le génome complet du cortex et de l'hippocampe montrent des changements significatifs dans les gènes impliqués dans diverses fonctions physiologiques, telles que les rythmes circadiens, la réponse inflammatoire, ainsi que de l'activation des cellules gliales. En général, nos résultats précisent les changements dans la qualité de l’éveil ainsi que dans l'expression de divers gènes après TCL.

Elucidation of the biological roles of Wnt5a signaling in follicle development

La santé folliculaire est déterminée par un nombre de facteurs endocriniens, paracrines et autocrines. Les gonadotrophines hypophysaires sont les principaux moteurs du développement du follicule, mais leurs actions sont modulées localement par les hormones et des facteurs de croissance. Les glycoprotéines de la famille des WNTs représentent une grande famille de molécules impliquées dans différentes voies de signalisation. Ils sont sécrétés dans le but de moduler et coordonner la réponse des follicules aux gonadotrophines, et leurs activités sont indispensables à la fonction ovarienne et à la fertilité féminine. Les WNTs sont généralement classés en fonction de la (des) voie(s) qu’ils activent. Le rôle des membres de la voie canonique WNT et de ses composants tels que CTNNB1, WNT4, WNT2, FZD1 et FZD4 est bien établi au cours du développement du follicule chez les rongeurs. Un rôle similaire des WNTs dans les espèces mono-ovulatoires demeure essentiellement inconnu. De plus, le rôle des WNT non canoniques dans l'ovaire de rongeurs est méconnu. Les objectifs de cette thèse sont (1) d'élucider la régulation hormonale de l'expression de WNT5A et le rôle physiologique de WNT5A dans les cellules de la granulosa bovine in vitro et (2) d'identifier les rôles physiologiques de WNT5A dans l'ovaire de souris par inactivation génique conditionnelle. Chacun de ces objectifs a mené à la publication d’un article à partir des résultats obtenus au cours de cette thèse. Dans le premier article, le rôle de WNT5A dans les cellules de la granulosa bovine a été étudié in vitro. Nous avons constaté que WNT5A est un régulateur négatif de la stéroïdogenèse stimulée par la FSH issue des cellules de la granulosa, et qu'il agit en supprimant l'activité de signalisation des WNTs canoniques tout en induisant la voie de signalisation MAPK8/JUN. le deuxième article, afin d’examiner le rôle de deux WNTs non-canoniques, WNT5A et WNT11, à différents stades de développement folliculaire, nous avons généré des modèles de souris knock-out conditionnels ciblant les cellules de la granulosa pour chacun de ces WNTs. Les résultats obtenus ont permis de mettre en évidence que WNT5A est nécessaire pour assurer la fertilité normale chez la femelle, le développement folliculaire et la stéroïdogenèse ovarienne. Il est aussi un antagoniste de la réponse aux gonadotrophines, agissant par l’intermédiaire de la suppression de la signalisation canonique des WNTs. Chez les souris knock-out pour WNT11, nous ne constatons aucun défaut important dans la fertilité des femelles. L’ensemble de notre travail met en évidence que WNT5A est essentiel pour le développement normal du follicule et qu’il agit pour inhiber la différenciation des cellules de la granulosa. En résumé, nous avons fourni une étude novatrice et approfondie, utilisant plusieurs modèles et techniques pour déterminer les mécanismes par lesquels WNT5A régule le développement des follicules.

Le système endocannabinoïde dans la rétine du singe : expression, localisation et fonctions

Le cannabis produit de nombreux effets psychologiques et physiologiques sur le corps humain. Les molécules contenues dans cette plante, désignées comme « phytocannabinoïdes », activent un système endogène qu’on appelle le système endocannabinoïde (eCB). Les effets de la consommation de cannabis sur la vision ont déjà été décrits sans cependant de formulation sur les mécanismes sous-jacents. Ces résultats comportementaux suggèrent, malgré tout, la présence de ce système eCB dans le système visuel, et particulièrement dans la rétine. Cette thèse vise donc à caractériser l’expression, la localisation et le rôle du système eCB dans la rétine du singe vervet, une espèce animale ayant un système visuel semblable à celui de l’humain. Nous avons mis au point un protocole expérimental d’immunohistochimie décrit dans l’article apparaissant dans l’Annexe I que nous avons utilisé pour répondre à notre objectif principal. Dans une première série de quatre articles, nous avons ainsi caractérisé l’expression et la localisation de deux récepteurs eCBs reconnus, les récepteurs cannabinoïdes de type 1 (CB1R) et de type 2 (CB2R), et d’un 3e présumé récepteur aux cannabinoïdes, le récepteur GPR55. Dans l’article 1, nous avons démontré que CB1R et une enzyme clé de ce système, la fatty acid amide hydrolase (FAAH), sont exprimés dans les parties centrale et périphérique de la rétine, et abondamment présents dans la fovéa, une région où l’acuité visuelle est maximale. Dans l’article 2, nous avons localisé le CB2R dans des cellules gliales de la rétine : les cellules de Müller et nous avons proposé un modèle sur l’action de cette protéine dans la fonction rétinienne faisant appel à une cascade chimique impliquant les canaux potassiques. Dans l’article 3, nous avons observé le GPR55 exclusivement dans les bâtonnets qui sont responsables de la vision scotopique et nous avons soumis un deuxième modèle de fonctionnement de ce récepteur par le biais d'une modulation des canaux calciques et sodiques des bâtonnets. Vu que ces 3 récepteurs se retrouvent dans des cellules distinctes, nous avons suggéré leur rôle primordial dans l’analyse de l’information visuelle au niveau rétinien. Dans l’article 4, nous avons effectué une analyse comparative de l’expression du système eCB dans la rétine de souris, de toupayes (petits mammifères insectivores qui sont sont considérés comme l’étape intermédiaire entre les rongeurs et les primates) et de deux espèces de singe (le vervet et le rhésus). Ces résultats nous ont menés à présenter une hypothèse évolutionniste quant à l’apparition et à la fonction précise de ces récepteurs. Dans les articles subséquents, nous avons confirmé notre hypothèse sur le rôle spécifique de ces trois récepteurs par l’utilisation de l’électrorétinographie (ERG) après injection intravitréenne d’agonistes et d’antagonistes de ces récepteurs. Nous avons conclu sur leur influence indéniable dans le processus visuel rétinien chez le primate. Dans l’article 5, nous avons établi le protocole d’enregistrement ERG normalisé sur le singe vervet, et nous avons produit un atlas d’ondes ERG spécifique à cette espèce, selon les règles de l’International Society for Clinical Electrophysiology of Vision (ISCEV). Les patrons électrorétinographiques se sont avérés semblables à ceux de l’humain et ont confirmé la similarité entre ces deux espèces. Dans l’article 6, nous avons démontré que le blocage de CB1R ou CB2R entraine une modification de l’électrorétinogramme, tant au niveau photopique que scotopique, ce qui supporte l’implication de ces récepteurs dans la modulation des ondes de l’ERG. Finalement, dans l’article 7, nous avons confirmé le modèle neurochimique proposé dans l’article 3 pour expliquer le rôle fonctionnel de GPR55, en montrant que l’activation ou le blocage de ce récepteur, respectivement par un agoniste (lysophosphatidylglucoside, LPG) ou un antagoniste (CID16020046), entraine soit une augmentation ou une baisse significative de l’ERG scotopique seulement. Ces données, prises ensemble, démontrent que les récepteurs CB1R, CB2R et GPR55 sont exprimés dans des types cellulaires bien distincts de la rétine du singe et ont chacun un rôle spécifique. L’importance de notre travail se manifeste aussi par des applications cliniques en permettant le développement de cibles pharmacologiques potentielles dans le traitement des maladies de la rétine.

Condiciones de trabajo y morbilidad percibidas entre mineros de carbón en Guachetá, Colombia

Introducción: En Colombia la investigación sobre condiciones de trabajo y salud en minería carbonífera es escasa y no considera la percepción de la población expuesta y sus comportamientos frente a los riesgos inherentes. Objetivo: Determinar la asociación entre las condiciones de trabajo y morbilidad percibidas entre trabajadores de minas de carbón en Guachetá, Cundinamarca. Materiales y métodos: Se realizó un estudio transversal con 154 trabajadores seleccionados aleatoriamente del total registrado en la alcaldía municipal. Se indagó sobre características sociodemográficas, condiciones de trabajo y salud en las minas. Se estimaron prevalencias de los trastornos respiratorios, osteomusculares y auditivos, y se exploraron las asociaciones entre algunas condiciones de trabajo y los eventos con prevalencia superior a 30% de forma bivariada y múltiple, con regresiones Poisson con varianza robusta. Resultados: Los trabajadores fueron en su mayoría hombres, con edades entre 18 y 77 años de edad. Los problemas de salud más frecuentemente reportados fueron dolor lumbar (46,10%), dolor del miembro superior (40,26%), dolor del miembro inferior (34,42%), trastornos respiratorios (17,53%) y problemas auditivos (13,64%). Existen diferencias importantes en la percepción dependiendo de la antigüedad laboral y las condiciones subterráneas o no del trabajo. Conclusión: Los riesgos más reconocidos por los trabajadores son los relacionados con trastornos osteomusculares, al parecer por ser más evidentes en su cotidianidad. Las acciones en salud ocupacional podrán considerar estos hallazgos en sus planes de prevención de la enfermedad en las minas del carbón colombianas.

El pas del Paleolític Superior a Catalunya i la seva interpretació dins el context geogràfic franco-ibèric

S'ha analitzat el pas del paleolític mitjà al paleolític superior a Catalunya en base a l'estudi dels jaciments de la cova dels Ermitons (Sales de Llierca, Garrotxa) i de les coves del Reclau -Arbreda, Mollet i Reclau Viver-(Serinyà, Pla de l'Estany). En concret s'ha estudiat la cultura material i la fauna dels nivells mosterians tardans (paleolítc mitjà final) de les coves de l'Arbreda i dels Ermitons i dels aurinyacians (paleolític superior inicial) de les coves de l'Arbreda i de Mollet. Igualment s'han analitzat els territoris d'explotació de la cova dels Ermitons i de les coves del Reclau. D'aquesta anàlisi es desprén que els dos jaciments se situen en medis absolutament diferents. S'han analitzat els contextos geològics dels dos llocs, s'ha fet les descripció morfològica de cada un dels dos jaciments, així com l'estratigràfica i sedimentològica de cada cova. S'han datat els nivells mosterians i aurinyacians esmentats pel mètode del Carboni 14 AMS, així com també els aurinyacians de la cova del Reclau Viver. S'acompanyen aquestes dades amb les anàlisis paleoecològiques corresponents que s'han pogut efectuar: palinologia, antracologia, ictiologia, herpetologia, aus, quiròpters, insectívors i rosegadors. Es comparen les datacions obtingudes ambles d'altres jaciments i troballes catalans del mateix període: l'abric Romaní (Capellades, Anoia), la Roca dels Bous (Camarasa, la Noguera) i la mandíbula de Banyoles (Pla de l'Estany). Cim a conclusions s'estableixen les diferències a Catalunya entre el paleolític mitjà (cultura de l'home Neandertal) i el paleolític superior (cultura de l'home anatòmicament modern). En el segon apareix la tècnica de talla laminar, la indústria òssia ben elaborada, l'ornamentació, la decoració, es generalitza la importació del sílex com a matèria primera, es diversifica l'utillatge lític i hi ha una major utilització de les coves. S'interpreta aquest pas dins del context geogràfic franco-ibèric i es conclou que a Catalunya es caracteritza fonamentalment per dos fenòments: el reemplaçament abrupte i la contemporaneïtat. Aquesta abastaria entre 40.000 BP i el 33.000 BP segons cronologia radiocarbònica. Durant aquests temps la influència de la cultura del paleolític superior sobre la del paleolític mitjà seria escassa, encara que identificada per la presencia d'alguns útils de tipus paleolític superior en el tardomosterià de la cova dels Ermitons

A cost-effective high-throughput digital system for observation and acquisition of animal behavioral data

We have designed and implemented a low-cost digital system using closed-circuit television cameras coupled to a digital acquisition system for the recording of in vivo behavioral data in rodents and for allowing observation and recording of more than 10 animals simultaneously at a reduced cost, as compared with commercially available solutions. This system has been validated using two experimental rodent models: one involving chemically induced seizures and one assessing appetite and feeding. We present observational results showing comparable or improved levels of accuracy and observer consistency between this new system and traditional methods in these experimental models, discuss advantages of the presented system over conventional analog systems and commercially available digital systems, and propose possible extensions to the system and applications to nonrodent studies.

Cannabis constituents modulate ∆9-tetrahydrocannabinol-induced hyperphagia in rats

Rationale The hyperphagic effect of ∆9-tetrahydrocannabinol (∆9THC) in humans and rodents is well known. However, no studies have investigated the importance of ∆9THC composition and any influence other non-∆9THC cannabinoids present in Cannabis sativa may have. We therefore compared the effects of purified ∆9THC, synthetic ∆9THC (dronabinol), and ∆9THC botanical drug substance (∆9THC-BDS), a ∆9THC-rich standardized extract comparable in composition to recreationally used cannabis. Methods Adult male rats were orally dosed with purified ∆9THC, synthetic ∆9THC, or ∆9THC-BDS, matched for ∆9THC content (0.34–2.68 mg/kg). Prior to dosing, subjects were satiated, and food intake was recorded following ∆9THC administration. Data were then analyzed in terms of hourly intake and meal patterns. Results All three ∆9THC substances tested induced significant hyperphagic effects at doses ≥0.67 mg/kg. These effects included increased intake during hour one, a shorter latency to onset of feeding and a greater duration and consumption in the first meal. However, while some differences in vehicle control intakes were observed, there were significant, albeit subtle, differences in pattern of effects between the purified ∆9THC and ∆9THC-BDS. Conclusion All ∆9THC compounds displayed classical ∆9THC effects on feeding, significantly increasing short-term intake whilst decreasing latency to the first meal. We propose that the subtle adjustment to the meal patterns seen between the purified ∆9THC and ∆9THC-BDS are due to non-∆9THC cannabinoids present in ∆9THC-BDS. These compounds and other non-cannabinoids have an emerging and diverse pharmacology and can modulate ∆9THC-induced hyperphagia, making them worth further investigation for their therapeutic potential.

Differential effects of thyroid hormone manipulation and ß adrenoceptor agonist administration on uncoupling protein mRNA abundance in adipose tissue and thermoregulation in neonatal pigs

We have shown that there is significant disparity in the expression of uncoupling proteins (UCP) 2 and 3 between modern-commercial and ancient-Meishan porcine genotypes, commercial pigs also have higher plasma triiodothyronine (T(3)) in on the first day of life. T(3) and the sympathetic nervous system are both known to regulate UCPs in rodents and humans; their role in regulating these proteins in the pig is unknown. This study examined whether thyroid hormone manipulation or administration of a selective beta3 adrenoceptor agonist (ZD) influenced plasma hormones, colonic temperature and UCP expression in adipose tissue of two breeds of pig. To mimic the differences observed in thyroid hormone status, piglets from Meishan and commercial litters were randomly assigned to control (1 ml/kg water), T(3) (10 mg/kg) (Meishan only), methimazole (a commonly used antithyroid drug) (50 mg/kg) (commercial only) or ZD (10 mg/kg) oral administration for the first 4 days of postnatal life. Adipose tissue UCP2/3 mRNA abundance was measured on day 4 using PCR. T(3) administration raised plasma T(3) concentrations and increased colonic temperature on day 4. UCP3 mRNA abundance was higher in Meishan, than commercial piglets (p = 0.042) and was downregulated following T(3) administration (p = 0.014). Irrespective of genotype, ZD increased UCP2 mRNA abundance (Meishan p = 0.05, commercial p = 0.03). Expression of neither UCP2 nor 3 was related to colonic temperature, regardless of treatment. In conclusion, we have demonstrated a dissociation between thyroid hormones and the sympathetic nervous system in the regulation of UCPs in porcine adipose tissue. We have also suggested that expression of adipose tissue UCP2 and 3 are not related to body temperature in piglets.

Skeletal muscle fibre plasticity in response to selected environmental and physiological stimuli

Skeletal muscle constitutes a highly adaptable and malleable tissue that responds to environmental and physiological challenges by changing its phenotype in terms of size and composition, outcomes that are brought about by changes in gene expression, biochemical and metabolic properties. Both the short- and long-term effects of nutritional alterations on skeletal muscle homeostasis have been defined as the object of intensive research over the last thirty years. This review focuses predominantly on assimilating our understanding of the changes in muscle fibre phenotype and functional properties induced by either food restriction or alternatively existing on a high fat diet. Firstly, food restriction has been shown in a number of studies to decrease the myofibre cross sectional area and consistently, it has been found that glycolytic type IIB fibres are more prone to atrophy than oxidative fibres. Secondly, in rodents, a high fat diet has been shown to induce an oxidative profile in skeletal muscle, although obese humans usually show higher numbers of glycolytic type IIB fibres. Moreover, attention is paid to the effect of prenatal maternal food restriction on muscle development of the offspring in various species. A key point related to these experiments is the timing of food restriction for the mother. Furthermore, we explore extensively the seemingly species-specific response to maternal malnutrition. Finally, key signalling molecules that play a pivotal role in energy metabolism, fibre type transitions and muscle hypertrophy are discussed in detail.

Mammal reproductive strategies driven by offspring mortality-size relationships

Trade-offs have long been a major theme in life-history theory, but they have been hard to document. We introduce a new method that reveals patterns of divergent trade-offs after adjusting for the pervasive variation in rate of resource allocation to offspring as a function of body size and lifestyle. Results suggest that preweaning vulnerability to predation has been the major factor determining how female placental mammals allocate production between a few large and many small offspring within a litter and between a few large litters and many small ones within a reproductive season. Artiodactyls, perissodactyls, cetaceans, and pinnipeds, which give birth in the open on land or in the sea, produce a few large offspring, at infrequent intervals, because this increases their chances of escaping predation. Insectivores, fissiped carnivores, lagomorphs, and rodents, whose offspring are protected in burrows or nests, produce large litters of small newborns. Primates, bats, sloths, and anteaters, which carry their young from birth until weaning, produce litters of one or a few offspring because of the need to transport and care for them.

Effects of body size and lifestyle on evolution of mammal life histories

It has recently been proposed that life-history evolution is subject to a fundamental size-dependent constraint. This constraint limits the rate at which biomass can be produced so that production per unit of body mass is inevitably slower in larger organisms than in smaller ones. Here we derive predictions for how changes in body size and production rates evolve in different lifestyles subject to this constraint. Predictions are tested by using data on the mass of neonate tissue produced per adult per year in 637 placental mammal species and are generally supported. Compared with terrestrial insectivores with generalized primitive traits, mammals that have evolved more specialized lifestyles have divergent massspecific production rates: (i) increased in groups that specialize on abundant and reliable foods: grazing and browsing herbivores (artiodactyls, lagomorphs, perissoclactyls, and folivorous rodents) and flesh-eating marine mammals (pinnipeds, cetaceans); and (ii) decreased in groups that have lifestyles with reduced death rates: bats, primates, arboreal, fossorial, and desert rodents, bears, elephants, and rhinos. Convergent evolution of groups with similar lifestyles is common, so patterns of productivity across mammalian taxa reflect both ecology and phylogeny. The overall result is that groups with different lifestyles have parallel but offset relationships between production rate and body size. These results shed light on the evolution of the fast-slow life-history continuum, suggesting that variation occurs along two axes corresponding to body size and lifestyle.

The rodent species of the Ifugao Rice Terraces, Philippines - Target or non-target species for management?

We investigated the species diversity and habitat use of rodents in the Ifugao Rice Terraces (IRT), Luzon, Philippines, as a first step in their assessment either as pest species of rice or as potential non-target species of rodent control practice. Trapping was carried out in caneland and forest habitats adjacent to rice cropland using trap lines of 10 - 15 cage-traps. Four trapping rounds, each consisting of 5 nights trapping, were replicated at two sites during the months of May and June. A diverse rodent fauna was recorded, including the non-native pest species, Rattus tanezumi, and the native species, Rattus everetti and Chrotomys mindorensis. Results from trapping and spool-and-line tracking suggested that these native species do not contribute to rice damage and that several may actually be beneficial in the ricefield ecosystem as vermivores that feed on invertebrate pests. Control should therefore be directed at the pest species, R. tanezumi, minimising non-target effects on the non-pest rodent species.

Influence of mutations affecting gonadotropin production or responsiveness on expression of inhibin subunit mRNA and protein in the mouse ovary

Measurement of inhibins A and B in the serum of normal cyclic rodents has implicated FSH in the regulation of these peptides within the ovary. To extend these observations we have used a panel of mutant mice carrying mutations which affect either the production of, or the ability to respond to, FSH and LH. As a consequence, the females are infertile and show different degrees of follicular development. The aim of this study was to measure inhibin gene transcription in the ovaries of these mutant females together with inhibin protein levels in ovaries and serum and to relate these to follicular development within the ovary. Comparison was made with a pool of normal/heterozygous females. In hpg females where lack of GnRH production results in the absence of gonadotropin synthesis, in FSHbeta knockout (FSHbetaKO) females where disruption of the gene encoding FSHbeta results in the absence of FSH production, and in FSH receptor knockout (FSHRKO) females which are unable to respond to circulating FSH, follicular development remains at the pre-antral stage in these three mutants. Only in the hpg females were common inhibin alpha subunit mRNA levels significantly lower than normal. In these three mutants, however, mRNA levels for both the betaA and betaB subunits were extremely low compared with normal mice. At the protein level, neither inhibin A nor B was detected in the serum of these three mutants; however inhibin B, albeit at very low levels, was detectable within the ovaries. These observations confirm a major role for FSH in the control of transcription of the RA and betaB genes but suggest that the constitutive transcription of the alpha subunit is less dependent on FSH. In contrast, in LH receptor knockout (LuRKO) female mice inhibin betaA subunit mRNA levels were similar to those measured in normal/heterozygous females but levels of inhibin alpha and betaB subunit mRNAs were significantly higher than in the normal group. This was reflected in significantly higher inhibin B protein levels in ovaries and serum. An inability to respond to LH combined with high circulating levels of FSH leads to a high proportion of antral follicles in LuRKO females, with granulosa cells constituting the major cell type within the ovary. The high percentage of antral granulosa cells is likely to account for the significantly higher levels of inhibin B production in these ovaries.

Repeated challenge with prion disease: The risk of infection and impact on incubation period

Natural exposure to prion disease is likely to occur throughout successive challenges, yet most experiments focus on single large doses of infectious material. We analyze the results from an experiment in which rodents were exposed to multiple doses of feed contaminated with the scrapie agent. We formally define hypotheses for how the doses combine in terms of statistical models. The competing hypotheses are that only the total dose of infectivity is important (cumulative model), doses act independently, or a general alternative that interaction between successive doses occurs (to raise or lower the risk of infection). We provide sample size calculations to distinguish these hypotheses. In the experiment, a fixed total dose has a significantly reduced probability of causing infection if the material is presented as multiple challenges, and as the time between challenges lengthens. Incubation periods are shorter and less variable if all material is consumed on one occasion. We show that the probability of infection is inconsistent with the hypothesis that each dose acts as a cumulative or independent challenge. The incubation periods are inconsistent with the independence hypothesis. Thus, although a trend exists for the risk of infection with prion disease to increase with repeated doses, it does so to a lesser degree than is expected if challenges combine independently or in a cumulative manner.

Longitudinal selenium status in healthy British adults: assessment using biochemical and molecular biomarkers

Human selenium (Se) requirements are currently based on biochemical markers of Se status. In rats, tissue glutathione peroxidase-1 (Gpx1) mRNA levels can be used effectively to determine Se requirements; blood Gpx1 mRNA levels decrease in Se-deficient rats, so molecular biology-based markers have potential for human nutrition assessment. To study the efficacy of molecular biology markers for assessing Se status in humans, we conducted a longitudinal study on 39 subjects (age 45 +/- 11) in Reading, UK. Diet diaries (5 day) and blood were obtained from each subject at 2, 8, 17 and 23 weeks, and plasma Se, glutathione peroxidase (Gpx3) enzyme activity, and selenoprotein mRNA levels were determined. There were no significant longitudinal effects on Se biomarkers. Se intake averaged 48 +/- 14 mu g/d. Plasma Se concentrations averaged 1.13 +/- 0.16 mu mol/l. Plasma Se v. energy-corrected Se intake (ng Se/kJ/d) was significantly correlated, but neither Gpx3 activity v. Se intake (ng Se/kJ/d) nor Gpx3 activity v. plasma Se was significantly correlated. Collectively, this indicates that subjects were on the plateaus of the response curves. Selenoprotein mRNAs were quantitated in total RNA isolated from whole blood, but mRNA levels for Gpx1, selenoprotein H, and selenoprotein W (all highly regulated by Se in rodents), as well selenoprotein P, Gpx3, and phospholipid hydroperoxide glutathione peroxidase were also not significantly correlated with plasma Se. Thus selenoprotein molecular biomarkers, as well as traditional biochemical markers, are unable to further distinguish differences in Se status in these Se replete subjects. The efficacy of molecular biomarkers to detect Se deficiency needs to be tested in Se-deficient populations.