Hydroxyapatite coatings grown by pulsed laser deposition with a beam of 355 nm wavelength

Calcium phosphate coatings, obtained at different deposition rates by pulsed laser deposition with a Nd:YAG laser beam of 355-nm wavelength, were studied. The deposition rate was changed from 0.043 to 1.16 /shot by modification of only the ablated area, maintaining the local fluence constant to perform the ablation process in similar local conditions. Characterization of the coatings was performed by scanning electron microscopy, x-ray diffractometry, and infrared, micro-Raman, and x-ray photoelectron spectroscopy. The coatings showed a compact surface morphology formed by glassy gains with some droplets on them. Only hydroxyapatite (HA) and alpha-tricalcium phosphate (alpha-TCP) peaks were found in the x-ray diffractograms. The relative content of alpha TCP diminished with decreasing deposition rates, and only HA peaks were found for the lowest rate. The origin of alpha TCP is discussed.

Manifestations neurologiques des troubles musculosquelettiques [Neurological manifestations in musculoskeletal disorders].

Musculoskeletal disorders are a crossroad among diverse specialties: neurology, rehabilitation, orthopedics, occupational medicine and psycho-traumatology. They are integrated into occupational medicine and encompass overuse syndromes, repeated micro-trauma and focal compressive neuropathies linked with professional or sports' activity. Neurological manifestations are omnipresent. Yet, their importance is not always recognized despite frequent resort to neurologists specialized in peripheral nervous system disorders and neurophysiology, as well as, to behavioral cognition specialists. Therapeutic approaches require preventive and work organization measures, neurophysiologic investigations and imaging in expert hands, and conservative treatment with physiotherapy, with or without paraneural and intra-articular injections.

Very high-resolution environmental predictors in species distribution models: moving beyond topography?

Recent advances in remote sensing technologies have facilitated the generation of very high resolution (VHR) environmental data. Exploratory studies suggested that, if used in species distribution models (SDMs), these data should enable modelling species' micro-habitats and allow improving predictions for fine-scale biodiversity management. In the present study, we tested the influence, in SDMs, of predictors derived from a VHR digital elevation model (DEM) by comparing the predictive power of models for 239 plant species and their assemblages fitted at six different resolutions in the Swiss Alps. We also tested whether changes of the model quality for a species is related to its functional and ecological characteristics. Refining the resolution only contributed to slight improvement of the models for more than half of the examined species, with the best results obtained at 5 m, but no significant improvement was observed, on average, across all species. Contrary to our expectations, we could not consistently correlate the changes in model performance with species characteristics such as vegetation height. Temperature, the most important variable in the SDMs across the different resolutions, did not contribute any substantial improvement. Our results suggest that improving resolution of topographic data only is not sufficient to improve SDM predictions - and therefore local management - compared to previously used resolutions (here 25 and 100 m). More effort should be dedicated now to conduct finer-scale in-situ environmental measurements (e.g. for temperature, moisture, snow) to obtain improved environmental measurements for fine-scale species mapping and management.

Diagnosis of periprosthetic joint infections.

Advances in implant design, surgical technique, peri-operative antimicrobial prophylaxis and laminar airflow operating room environment have made total joint arthroplasty one of the most successful surgical procedures of all times. Orthopaedic implants, however, remain prone to microbial contamination resulting in persistent risk of implant-associated infection. Treatment of infections associated with orthopaedic devices usually requires appropriate surgical intervention combined with a prolonged antimicrobial therapy. The choice of the best possible treatment regimen depends on duration and pathogenesis of infection, stability of the implant, antimicrobial susceptibility of the pathogen and condition of the surrounding soft tissue. In addition towell known diagnostic procedures new promising tools for rapid and correct microbial diagnosis are being developed as correct diagnosis of the responsible micro-organism and this is paramount for successful treatment of prosthetic joint infection.

Treballem la mort i el dol a l'escola : activitats per treballar la mort a l'aula de CI

El tema de la mort continua essent el tema més tabú en la nostra societat . Ni a les famílies, ni als alumnes, ni a l’escola en parlem. I quan esdevé una mort, a part de totes les emocions que ens afloren, no sabem ni com viure-la ni com ajudar a viure-la per elaborar un procés de dol correcte. Aquí trobareu una exposició teòrica del concepte de la mort i del dol que té la societat actual, així com un breu repàs al llarg de la història i les cultures. S’hi exposa com perceben la mort els infants i les característiques dels processos de dol que elaboren en les diferents etapes, fent especial esment a l’edat de 5 a 8 anys, etapa del CI de l’Educació Primària a l’escola. També hi podeu trobar l’eix central del treball, una proposta d’activitats per a treballar i reflexionar sobre la mort a l’aula de CI, que pretén ajudar a preparar als infants per afrontar les pèrdues i trencar el concepte de mort com a tabú

Molecular investigation of lymph nodes in patients with colon cancer: a new road to better staging

Objective: Small nodal tumor infiltrates are identified by applying multilevel sectioning and immunohistochemistry (IHC) in addition to H&E (hematoxylin and eosin) stains of resected lymph nodes. However, the use of multilevel sectioning and IHC is very time-consuming and costly. The current standard analysis of lymph nodes in colon cancer patients is based on one slide per lymph node stained by H&E. A new molecular diagnostic system called ''One tep Nucleic Acid Amplification'' (OSNA) was designed for a more accurate detection of lymph node metastases. The objective of the present investigation was to compare the performance ofOSNAto current standard histology (H&E). We hypothesize that OSNA provides a better staging than the routine use of one slide H&E per lymph node.Methods: From 22 colon cancer patients 307 frozen lymph nodes were used to compare OSNA with H&E. The lymph nodes were cut into halves. One half of the lymph node was analyzed by OSNA. The semi-automated OSNA uses amplification of reverse-transcribed cytokeratin19 (CK19) mRNA directly from the homogenate. The remaining tissue was dedicated to histology, with 5 levels of H&E and IHC staining (CK19).Results: On routine evaluation of oneH&Eslide 7 patients were nodal positive (macro-metastases). All these patients were recognized by OSNA analysis as being positive (sensitivity 100%). Two of the remaining 15 patients had lymph node micro-metastases and 9 isolated tumor cells. For the patients with micrometastases both H&E and OSNA were positive in 1 of the 2 patients. For patients with isolated tumor cells, H&E was positive in 1/9 cases whereas OSNA was positive in 3/9 patients (IHC as a reference). There was only one case to be described as IHC negative/OSNA positive. On the basis of single lymph nodes the sensitivity of OSNA and the 5 levels of H&E and IHC was 94・5%.Conclusion: OSNA is a novel molecular tool for the detection of lymph node metastases in colon cancer patients which provides better staging compared to the current standard evaluation of one slide H&E stain. Since the use of OSNA allows the analysis of the whole lymph node, sampling bias and undetected tumor deposits due to uninvestigated material will be overcome. OSNA improves staging in colon cancer patients and may replace the current standard of H&E staining in the future.

A new method to simulate the hydrological state of soil under natural conditions

Micro, macro and mesofauna in the soil often respond to fluctuating environmental conditions, resulting in changes of abundance and community structure. Effects of changing soil parameters are normally determined with samples taken in the field and brought to the laboratory, i.e. where natural environmental conditions may not apply. We devised a method (STAFD - soil tubes for artificial flood and drought), which simulates the hydrological state of soil in situ using implanted cores. Control tubes were compared with treatment tubes in which floods of 15, 30, 60 and 90 days, and droughts of 60, 90 and 120 days were simulated in the field. Flooding and drought were found to reduce number of individuals in all soil faunal groups, but the response to drought was slower and not in proportion to the expected decrease of the water content. The results of the simulated floods in particular show the value of the STAFD method for the investigation of such extreme events in natural habitats.

Mechanisms underlying functional recovery after in vivo focal cerebral ischemia : from preconditioning to diffusion MRI

Version abregée L'ischémie cérébrale est la troisième cause de mort dans les pays développés, et la maladie responsable des plus sérieux handicaps neurologiques. La compréhension des bases moléculaires et anatomiques de la récupération fonctionnelle après l'ischémie cérébrale est donc extrêmement importante et représente un domaine d'intérêt crucial pour la recherche fondamentale et clinique. Durant les deux dernières décennies, les chercheurs ont tenté de combattre les effets nocifs de l'ischémie cérébrale à l'aide de substances exogènes qui, bien que testées avec succès dans le domaine expérimental, ont montré un effet contradictoire dans l'application clinique. Une approche différente mais complémentaire est de stimuler des mécanismes intrinsèques de neuroprotection en utilisant le «modèle de préconditionnement» : une brève insulte protège contre des épisodes d'ischémie plus sévères à travers la stimulation de voies de signalisation endogènes qui augmentent la résistance à l'ischémie. Cette approche peut offrir des éléments importants pour clarifier les mécanismes endogènes de neuroprotection et fournir de nouvelles stratégies pour rendre les neurones et la glie plus résistants à l'attaque ischémique cérébrale. Dans un premier temps, nous avons donc étudié les mécanismes de neuroprotection intrinsèques stimulés par la thrombine, un neuroprotecteur «préconditionnant» dont on a montré, à l'aide de modèles expérimentaux in vitro et in vivo, qu'il réduit la mort neuronale. En appliquant une technique de microchirurgie pour induire une ischémie cérébrale transitoire chez la souris, nous avons montré que la thrombine peut stimuler les voies de signalisation intracellulaire médiées par MAPK et JNK par une approche moléculaire et l'analyse in vivo d'un inhibiteur spécifique de JNK (L JNK) .Nous avons également étudié l'impact de la thrombine sur la récupération fonctionnelle après une attaque et avons pu démontrer que ces mécanismes moléculaires peuvent améliorer la récupération motrice. La deuxième partie de cette étude des mécanismes de récupération après ischémie cérébrale est basée sur l'investigation des bases anatomiques de la plasticité des connections cérébrales, soit dans le modèle animal d'ischémie transitoire, soit chez l'homme. Selon des résultats précédemment publiés par divers groupes ,nous savons que des mécanismes de plasticité aboutissant à des degrés divers de récupération fonctionnelle sont mis enjeu après une lésion ischémique. Le résultat de cette réorganisation est une nouvelle architecture fonctionnelle et structurelle, qui varie individuellement selon l'anatomie de la lésion, l'âge du sujet et la chronicité de la lésion. Le succès de toute intervention thérapeutique dépendra donc de son interaction avec la nouvelle architecture anatomique. Pour cette raison, nous avons appliqué deux techniques de diffusion en résonance magnétique qui permettent de détecter les changements de microstructure cérébrale et de connexions anatomiques suite à une attaque : IRM par tenseur de diffusion (DT-IR1V) et IRM par spectre de diffusion (DSIRM). Grâce à la DT-IRM hautement sophistiquée, nous avons pu effectuer une étude de follow-up à long terme chez des souris ayant subi une ischémie cérébrale transitoire, qui a mis en évidence que les changements microstructurels dans l'infarctus ainsi que la modification des voies anatomiques sont corrélés à la récupération fonctionnelle. De plus, nous avons observé une réorganisation axonale dans des aires où l'on détecte une augmentation d'expression d'une protéine de plasticité exprimée dans le cône de croissance des axones (GAP-43). En appliquant la même technique, nous avons également effectué deux études, rétrospective et prospective, qui ont montré comment des paramètres obtenus avec DT-IRM peuvent monitorer la rapidité de récupération et mettre en évidence un changement structurel dans les voies impliquées dans les manifestations cliniques. Dans la dernière partie de ce travail, nous avons décrit la manière dont la DS-IRM peut être appliquée dans le domaine expérimental et clinique pour étudier la plasticité cérébrale après ischémie. Abstract Ischemic stroke is the third leading cause of death in developed countries and the disease responsible for the most serious long-term neurological disability. Understanding molecular and anatomical basis of stroke recovery is, therefore, extremely important and represents a major field of interest for basic and clinical research. Over the past 2 decades, much attention has focused on counteracting noxious effect of the ischemic insult with exogenous substances (oxygen radical scavengers, AMPA and NMDA receptor antagonists, MMP inhibitors etc) which were successfully tested in the experimental field -but which turned out to have controversial effects in clinical trials. A different but complementary approach to address ischemia pathophysiology and treatment options is to stimulate and investigate intrinsic mechanisms of neuroprotection using the "preconditioning effect": applying a brief insult protects against subsequent prolonged and detrimental ischemic episodes, by up-regulating powerful endogenous pathways that increase resistance to injury. We believe that this approach might offer an important insight into the molecular mechanisms responsible for endogenous neuroprotection. In addition, results from preconditioning model experiment may provide new strategies for making brain cells "naturally" more resistant to ischemic injury and accelerate their rate of functional recovery. In the first part of this work, we investigated down-stream mechanisms of neuroprotection induced by thrombin, a well known neuroprotectant which has been demonstrated to reduce stroke-induced cell death in vitro and in vivo experimental models. Using microsurgery to induce transient brain ischemia in mice, we showed that thrombin can stimulate both MAPK and JNK intracellular pathways through a molecular biology approach and an in vivo analysis of a specific kinase inhibitor (L JNK1). We also studied thrombin's impact on functional recovery demonstrating that these molecular mechanisms could enhance post-stroke motor outcome. The second part of this study is based on investigating the anatomical basis underlying connectivity remodeling, leading to functional improvement after stroke. To do this, we used both a mouse model of experimental ischemia and human subjects with stroke. It is known from previous data published in literature, that the brain adapts to damage in a way that attempts to preserve motor function. The result of this reorganization is a new functional and structural architecture, which will vary from patient to patient depending on the anatomy of the damage, the biological age of the patient and the chronicity of the lesion. The success of any given therapeutic intervention will depend on how well it interacts with this new architecture. For this reason, we applied diffusion magnetic resonance techniques able to detect micro-structural and connectivity changes following an ischemic lesion: diffusion tensor MRI (DT-MRI) and diffusion spectrum MRI (DS-MRI). Using DT-MRI, we performed along-term follow up study of stroke mice which showed how diffusion changes in the stroke region and fiber tract remodeling is correlating with stroke recovery. In addition, axonal reorganization is shown in areas of increased plasticity related protein expression (GAP 43, growth axonal cone related protein). Applying the same technique, we then performed a retrospective and a prospective study in humans demonstrating how specific DTI parameters could help to monitor the speed of recovery and show longitudinal changes in damaged tracts involved in clinical symptoms. Finally, in the last part of this study we showed how DS-MRI could be applied both to experimental and human stroke and which perspectives it can open to further investigate post stroke plasticity.

Choice of Optimal MembraneProcesses for Economical Treatment of Paper Machine Clear Filtrate

In this thesis membrane filtration of paper machnie clear filtrate was studied. The aim of the study was to find membrane processes which are able to produce economically water of sufficient purity from paper machine white water or its saveall clarified fractions for reuse in the paper machnie short circulation. Factors affecting membrane fouling in this application were also studied. The thesis gives an overview af experiments done on a laboratory and a pilot scale with several different membranes and membrane modules. The results were judged by the obtained flux, the fouling tendency and the permeate quality assessed with various chemical analyses. It was shown that membrane modules which used a turbulence promotor of some kind gave the highest fluexes. However, the results showed that the greater the reduction in the concentration polarisation layer caused by increased turbulence in the module, the smaller the reductions in measured substances. Out of the micro-, ultra- and nanofiltration membranes tested, only nanofiltration memebranes produced permeate whose quality was very close to that of the chemically treated raw water used as fresh water in most paper mills today and which should thus be well suited for reuse as shower water both in the wire and press section. It was also shown that a one stage nanofiltration process was more effective than processes in which micro- or ultrafiltration was used as pretreatment for nanofiltration. It was generally observed that acidic pH, high organic matter content, the presence of multivalent ions, hydrophobic membrane material and high membrane cutoff increased the fouling tendency of the membranes.

¿Islamofobia o currículo nulo? La representación del Islam, las culturas musulmanas y los inmigrantes musulmanes en los libros de texto de Cataluña

El objetivo de nuestro artículo es analizar la presentación del Islam, de los musulmanes y de las culturas árabe y musulmana en los libros de texto. Nos basamos en un enfoque metodológico complementario, entre cuantitativo y cualitativo. En el estudio cuantitativo, se han analizado 246 documentos (el 84,1% de los cuales son manuales y libros de texto; el 10,2%, libros de ejercicios; el 4,2%, documentos de acompañamiento y el 1,1%, guías del profesor) que incluyen la totalidad de las asignaturas de la enseñanza no universitaria de Cataluña. Una primera aproximación a los resultados nos permite observar el predominio de referencias en la asignatura de Historia de Bachillerato con diferencias estadísticamente significativas respecto a los porcentajes que se dan en otras disciplinas. Otras asignaturas de ciencias sociales como el Conocimiento del Medio en Primaria (11,7%) o las Ciencias Sociales en ESO (8%) también muestran una buena proporción de representaciones. En el resto de materias, las referencias presentan porcentajes que oscilan entre el 1% y el 5%. Por otra parte, en el 46,2% de los textos analizados no se ha encontrado ni una sola referencia. En el estudio cualitativo (análisis del discurso), que hemos desarrollado a partir de la revisión de un centenar de libros de texto de ciencias sociales correspondientes a los niveles educativos de ESO y Bachillerato, se han seleccionado diez extractos (seis de contenido verbal y cuatro de representaciones icónicas). En esta segunda revisión, se comprueba que solo algo menos de los dos tercios de los textos (64%) contiene alguna alusión –ya sea verbal o icónica– a las culturas musulmanas o al resto de los temas anteriormente citados. Los datos que hemos obtenido ponen de manifiesto la necesidad de revisar y actualizar los contenidos de nuestros libros escolares con respecto a las omisiones y deformaciones del tratamiento del Islam, las culturas musulmanas y la presencia de musulmanes en nuestra sociedad.

Targeting Enterococcus faecalis Biofilms with Phage Therapy.

Phage therapy has been proven to be more effective, in some cases, than conventional antibiotics, especially regarding multidrug-resistant biofilm infections. The objective here was to isolate an anti-Enterococcus faecalis bacteriophage and to evaluate its efficacy against planktonic and biofilm cultures. E. faecalis is an important pathogen found in many infections, including endocarditis and persistent infections associated with root canal treatment failure. The difficulty in E. faecalis treatment has been attributed to the lack of anti-infective strategies to eradicate its biofilm and to the frequent emergence of multidrug-resistant strains. To this end, an anti-E. faecalis and E. faecium phage, termed EFDG1, was isolated from sewage effluents. The phage was visualized by electron microscopy. EFDG1 coding sequences and phylogeny were determined by whole genome sequencing (GenBank accession number KP339049), revealing it belongs to the Spounavirinae subfamily of the Myoviridae phages, which includes promising candidates for therapy against Gram-positive pathogens. This analysis also showed that the EFDG1 genome does not contain apparent harmful genes. EFDG1 antibacterial efficacy was evaluated in vitro against planktonic and biofilm cultures, showing effective lytic activity against various E. faecalis and E. faecium isolates, regardless of their antibiotic resistance profile. In addition, EFDG1 efficiently prevented ex vivo E. faecalis root canal infection. These findings suggest that phage therapy using EFDG1 might be efficacious to prevent E. faecalis infection after root canal treatment.

La educación para la salud como objeto de estudio histórico : proyecto de investigación

Objetivo: El objetivo es presentar el proyecto de investigación cuyo propósito es conocer la evolución de la Educación para la salud (EpS) desde la antigüedad hasta la época contemporánea, con el fin de identificar y comprender la génesis y construcción de la disciplina. Método: Se trata de un estudio cualitativo histórico enmarcado en el paradigma interpretativo etnohistórico y hermenéutico. Los pilares básicos en que se enmarca conceptualmente, son la Educación, la Persona, grupo o comunidad y la Salud. El espacio social, es aquel en que los grupos sociales vivían y el estructural-temporal, las épocas históricas: prehistoria, antigüedad (culturas antiguas y clásicas), edad media, renacimiento y contemporánea hasta pasada la Guerra Civil española (1940). El sujeto de estudio es la EpS a partir de los elementos que la conforman: el concepto de salud, las creencias, los conocimientos sanitarios, las intervenciones y los recursos educativos para la salud de les personas y los grupos sociales en cada una de las épocas históricas a estudio. Las fuentes utilizadas son las indirectas, materiales-arqueológicas y culturales: verbales (escritas) y no verbales (semiológicas/audiovisuales) y las no seriadas. La recogida de información a través de técnicas de investigación histórica cualitativa: la observación y análisis documental bibliográfico, iconográfico de archivos, prensa, publicaciones oficiales, textos bibliográficos y técnicas textuales-filosóficas: análisis de contenido y crítica histórica. El análisis de la información será cronológico y mediante una clasificación por temáticas y periodos históricos.

Social trust : a public good?

Combining theories on social trust and social capital with sociopsychological approaches and applying contextual analyses to Swiss and European survey data, this thesis examines under what circumstances generalised trust, often understood as public good, may not benefit everyone, but instead amplify inequality. The empirical investigation focuses on the Swiss context, but considers different scales of analysis. Two broader questions are addressed. First, might generalised trust imply more or less narrow visions of community and solidarity in different contexts? Applying nonlinear principal component analysis to aggregate indicators, Study 1 explores inclusive and exclusive types of social capital in Europe, measured as regional configurations of generalised trust, civic participation and attitudes towards diversity. Study 2 employs multilevel models to examine how generalised trust, as an individual predisposition and an aggregate climate at the level of Swiss cantons, is linked to equality- directed collective action intention versus radical right support. Second, might high-trust climates impact negatively on disadvantaged members of society, precisely because they reflect a normative discourse of social harmony that impedes recognition of inequality? Study 3 compares how climates of generalised trust at the level of Swiss micro-regions and subjective perceptions of neighbourhood cohesion moderate the negative relationship between socio-economic disadvantage and mental health. Overall, demonstrating beneficial, as well as counterintuitive effects of social trust, this thesis proposes a critical and contextualised approach to the sources and dynamics of social cohesion in democratic societies. -- Cette thèse combine des théories sur le capital social et la confiance sociale avec des approches psychosociales et s'appuie sur des analyses contextuelles de données d'enquêtes suisses et européennes, afin d'étudier dans quelles circonstances la confiance généralisée, souvent présentée comme un bien public, pourrait ne pas bénéficier à tout le monde, mais amplifier les inégalités. Les études empiriques, centrées sur le contexte suisse, intègrent différentes échelles d'analyse et investiguent deux questions principales. Premièrement, la confiance généralisée implique-t-elle des visions plus ou moins restrictives de la communauté et de la solidarité selon le contexte? Dans l'étude 1, une analyse à composantes principales non-linéaire sur des indicateurs agrégés permet d'explorer des types de capital social inclusif et exclusif en Europe, mesurés par des configurations régionales de confiance généralisée, de participation civique, et d'attitudes envers la diversité. L'étude 2 utilise des modèles multiniveaux afin d'analyser comment la confiance généralisée, en tant que prédisposition individuelle et climat agrégé au niveau des cantons suisses, est associée à l'intention de participer à des actions collectives en faveur de l'égalité ou, au contraire, à l'intention de voter pour la droite radicale. Deuxièmement, des climats de haute confiance peuvent-ils avoir un impact négatif sur des membres désavantagés de la société, précisément parce qu'ils reflètent un discours normatif d'harmonie sociale qui empêche la reconnaissance des inégalités? L'étude 3 analyse comment des climats de confiance au niveau des micro-régions suisses et la perception subjective de faire partie d'un environnement cohésif modèrent la relation négative entre le désavantage socio-économique et la santé mentale. En démontrant des effets bénéfiques mais aussi contre-intuitifs de la confiance sociale, cette thèse propose une approche critique et contextualisée des sources et dynamiques de la cohésion sociale dans les sociétés démocratiques.

Toimittajasuhteiden kehittäminen kuormitusvaihteluiden tasaamiseksi

Työn tavoitteena oli varteenotettavien toimittajayhteistyökumppanien löytäminen pitkäaikaiseen ja vastavuoroiseen yhteistyöhön kuormitusvaihteluiden hallitsemiseksi. Yhteistyökumppania päädyttiin etsimään toimialoilta, joiden suhdannevaihtelut riippuisivat eri tekijöistä kuin massa- ja paperikoneiden valmistus -toimialan suhdannevaihtelut. Yhteistyön mahdollistamiseksi suhdanne- ja kapasiteettivaihteluiden tuli yhteistyökumppaneiden kesken kulkea mahdollisimman vastakkaiseen tahtiin.Toimialoja verrattiin niiden tuotannon bruttoarvon- sekä trendiarvon muutosprosenttien avulla. Mahdollisia yhteistyökumppaniyrityksiä etsittiin neljältä sopivimmalta toimialalta. Parhaiksi todettujen yritysten kanssa keskusteltiin yhteistyöstä ja tutustuttiin yritysten tuotantoihin ja yrityskulttuureihin. Kyseisten yritysten edustajat vierailivat myös Järvenpäässä. Työn lopuksi arvioitiin yhteistyön mahdollisuuksia parhaiksi todettujen yhteistyökumppaneiden ja Järvenpään Metso Paper Oy:n tuotannon komponenttivalmistuksen kanssa. Lisäksi esitettiin ehdotus jatkotoimenpiteistä yhteistyön syventämiseksi.

Induced pluripotent stem cells as a promising tool to study the effect of interleukin-22 in multiple sclerosis

La sclérose en plaques (SEP) est une maladie démyélinisante du système nerveux central (SNC) provoquant des pertes motrices, sensitives et cognitives. La SEP se déclare chez le jeune adulte ayant des prédispositions génétiques, mais semble induite, par des facteurs environnementaux. La SEP touche principalement les femmes et sa prévalence dans les zones à haut risque, tel que la Suisse, est de 0.1%. Bien que son étiologie exacte reste méconnue, nous savons que la maladie est médiée par des lymphocytes T autoréactifs périphériques, qui infiltrent le SNC où ils activent d'autres cellules immunitaires ainsi que les cellules du SNC elles-mêmes, créant un foyer inflammatoire, qui va attaquer et finir par tuer les oligodendrocytes et les neurones. Les épisodes inflammatoires sont entrecoupés par des phases de rémission associées à une guérison partielle des lésions. Cette première phase de la maladie, comprenant des épisodes inflammatoires et de rémissions est appelé SEP récurrente-rémittente (SEP-RR) et touche 90% des patients. Elle évolue, dans deux-tiers des cas, vers une SEP secondaire progressive (SEP-SP), qui est caractérisée par une progression constante de la maladie, associée à une réduction de l'inflammation mais une augmentation de la neurodégénérescence. Les patients souffrants de SEP primaire progressive (SEP-PP) développent directement les symptômes de la phase progressive de la maladie. Les thérapies disponibles ont considérablement amélioré l'évolution de la maladie des patients SEP-RR, en agissant sur une diminution de la réponse immunitaire et donc de l'inflammation. Cependant, ces traitements sont inefficaces chez les patients SEP-SP et SEP-PP, n'agissant pas sur la neurodégénérescence. IL-22, une cytokine sécrétée notoirement par les cellules Th17, a été associée à la SEP en contribuant à la perméabilisation de la barrière hémato-encéphalique et à l'inflammation du SNC, qui sont des étapes clés de la pathogenèse de la maladie. En outre, le gène codant pour un inhibiteur puissant d'IL- 22, 'IL-22 binding protein' (IL-22BP), a été démontré comme un facteur de risque de la SEP. Ces indices nous ont poussés à nous intéresser de plus près au rôle de l'IL-22 dans la SEP. Nous avons pu montrer qu'IL-22 et IL-22BP étaient augmentées dans le sang des patients SEP par rapport à des sujets sains. Nous avons trouvé qu'IL-22 cible spécifiquement les astrocytes dans le SNC et que son récepteur est particulièrement exprimé dans les lésions des patient SEP. Contre toute attente, nous avons pu montrer que l'IL-22 semble soutenir la survie des astrocytes. Cette découverte, suggérant qu'IL-22 serait protecteur pour le SNC et pour la SEP, confirme de récentes publications et ouvre la voie à de potentielles applications thérapeutiques. En parallèle, dans le but de mieux comprendre l'immunopathogenèse de la SEP, nous avons développé les techniques de culture de cellules souches pluripotentes induites (iPSC). Nos iPSC sont dérivées du sang des donneurs et acquièrent toutes les propriétés des cellules souches embryonnaires après induction. Les iPSC peuvent ensuite être différenciées en différents types de cellules, dont les cellules du SNC. Nous avons ainsi pu obtenir avec succès des neurones, dérivés de cellules du sang, en passant par le stade des iPSC. La prochaine étape consiste à générer des cultures d'astrocytes et d'oligodendrocytes et ainsi obtenir les principales cellules du SNC, le but étant de former de véritables 'cerveaux-en-culture'. Cet outil semble particulièrement adapté à l'étude de l'activité de diverses molécules sur les cellules du SNC, comme par exemple l'IL-22 et d'autres molécules ayant un potentiel intérêt thérapeutique au niveau du SNC. Le but ultime étant de développer des co-cultures de cellules du SNC avec des cellules immunitaires autologues, de patients SEP et de sujets sains, afin de mettre en évidence l'attaque des cellules du SNC par des leucocytes autoréactifs. Ce projet prospectif a permis d'accroître nos connaissance sur des aspects immunitaires de la SEP et à pour but de mieux comprendre l'immunopathogenèse de la SEP afin d'élaborer de nouvelles stratégies thérapeutiques. -- La sclérose en plaques est une maladie auto-inflammatoire du système nerveux central conduisant à la destruction de la myéline, indispensable à la conduction nerveuse, et finalement à la mort des neurones eux-mêmes. Cela a pour conséquence des pertes motrices, sensorielles et cognitives, qui ont tendance à s'aggraver au fil de la maladie. Elle se déclare chez le jeune adulte, entre l'âge de 20 et 40 ans, et prédomine chez la femme. En Suisse, environ une personne sur l'OOO est atteinte de sclérose en plaques. Les causes exactes de cette maladie, qui incluent des facteurs génétiques et environnementaux, sont encore mal connues. Des traitements de plus en plus efficaces ont été développés ces dernières années et ont permis de drastiquement améliorer l'évolution de la maladie chez les patients atteints de sclérose en plaques. Cependant, ces traitements ne sont efficaces que sur certaines catégories de patients et peuvent engendrer de lourds effets secondaires. Ces thérapies agissent presque exclusivement sur les cellules du système immunitaire en les désactivant partiellement, mais pas sur les cellules nerveuses, qui sont pourtant celles qui conditionnent le devenir du patient. Le développement de médicaments protégeant ou permettant la régénération des cellules du système nerveux central est donc primordial. L'étude de l'interleukine-22 nous a permis de montrer que cette cytokine ('hormone' du système immunitaire) pouvait cibler spécifiquement les astrocytes, des cellules gliales qui jouent un rôle central dans le maintien de l'équilibre du système nerveux central. Nos recherches ont montré que cette interleukine-22 permettrait une meilleure survie des astrocytes durant la phase aiguë de la maladie et aurait aussi des propriétés neuroprotectrices. En parallèle, nous sommes en train de développer un nouveau modèle in vitro d'étude de la sclérose en plaques grâce à la technologie des cellules souches pluripotentes induites. Ces cellules souches sont induites à partir de cellules du sang du donneur et acquièrent toutes les caractéristiques des cellules souches embryonnaires présentes dans un organisme en formation. Ainsi, ces cellules souches pluripotentes ont, par exemple, la capacité de se différencier en cellules du système nerveux central. Nous avons pu, de cette manière, obtenir des neurones. Le but ultime serait de pouvoir reconstituer une ébauche de cerveau in vitro, en cultivant ensemble différents types de cellules du système nerveux central, afin d'y réaliser des expériences avec des cellules immunitaires du même donneur. Ces travaux ont pour but d'améliorer notre compréhension de la pathogenèse de la sclérose en plaques et de permettre le développement de nouvelles stratégies thérapeutiques. --Multiple sclerosis (MS) is a demyelinating disease of the central nervous system leading to cognitive, sensitive and motor disabilities. MS occurs in genetically predisposed young adults with probable environmental triggers. MS affects predominantly women and its prevalence in high risk area such as Switzerland is 0.1%. Though its exact aetiology remains undetermined, we know that autoreactive T cells from de periphery are reactivated and recruited into the central nervous system (CNS) were they further activate other immune cells and resident cells, creating inflammatory foci, where oligodendrocytes and neurons are insulted and, eventually, killed. Inflammatory episodes, called relapses, are interspersed with remission phases where partial recovery of the lesions occurs. This first phase of the disease, occurring in 90% of the patients, is called relapsing-remitting MS (RR-MS) and is leading, in two-third of the cases, to secondary-progressive MS (SP-MS), where there is a continuous steady progression of the disease, associated with reduced inflammation but increased neurodegeneration. Primary-progressive MS (PP-MS) patients experience directly this progressive phase of the disease. Whereas disease modifying therapies have dramatically ameliorated the disease course of RR-MS patients by dampening immunity and, in turn, inflammation, treatments of SP-MS and PP-MS patients, who suffer primarily from the neurodegenerative aspect of the disease, are still inexistent. IL-22, a pro-inflammatory Th17 cell cytokine, has been associated with MS by participating to blood-brain barrier infiltration and CNS inflammation, which are crucial steps in MS pathogenesis. In addition, the gene coding for IL-22 binding protein (IL-22BP), which is a potent secreted IL-22 inhibitor, has been associated with MS risk. These findings call for further investigation on the role of IL-22 in MS. We detected increased IL-22 and IL-22BP in the blood of MS patients as compared to healthy controls. Acting exclusively on cells of nonhematopoietic origin, we found that IL-22 targets specifically astrocytes in the CNS and that its receptor is highly expressed in the lesion of MS patients. Unexpectedly, we found that IL-22 seems to promote survival of astrocytes. This finding, suggesting that IL-22 might be protective for the CNS in the context of MS, is consistent with recent publications and might open putative therapeutic applications at the CNS level. In parallel, with the aim of better understanding the immunopathogenesis of MS, we developed induced pluripotent stem cell (iPSC) techniques. IPSC are derived from blood cells of the donors and bear embryonic stem cell properties. IPSC can be differentiated into various cell types including CNS cells. We successfully obtained neurons derived from the donor blood cells, through iPSC. We further aim at developing astrocytes and oligodendrocytes cultures to recreate a 'brain-in-a-dish'. This would be a powerful tool to test the activity of various compounds on CNS cells, including IL-22 and other putative neuroprotective drugs. Ultimately, the goal is to develop co-cultures of CNS cells with autologous immune cells of MS patients as well as healthy controls to try to expose evidence of CNS cells targeted by autoreactive leukocytes. This prospective project has increased our knowledge of immune aspects of MS and further aims at better understanding the immunopathology of MS in order to pave the way to the elaboration of new therapeutic strategies.