Importance of the subscapularis muscle after total shoulder arthroplasty.

BACKGROUND: The rotator cuff muscles are the main stabilizer of the glenohumeral joint. After total shoulder arthroplasty using anterior approaches, a dysfunction of the subscapularis muscle has been reported. In the present paper we tested the hypothesis that a deficient subscapularis following total shoulder arthroplasty can induce joint instability. METHODS: To test this hypothesis we have developed an EMG-driven musculoskeletal model of the glenohumeral joint. The model was based on an algorithm that minimizes the difference between measured and predicted muscular activities, while satisfying the mechanical equilibrium of the glenohumeral joint. A movement of abduction in the scapular plane was simulated. We compared a normal and deficient subscapularis. Muscle forces, joint force, contact pattern and humeral head translation were evaluated. FINDINGS: To satisfy the mechanical equilibrium, a deficient subscapularis induced a decrease of the force of the infraspinatus muscle. This force decrease was balanced by an increase of the supraspinatus and middle deltoid. As a consequence, the deficient subscapularis induced an upward migration of the humeral head, an eccentric contact pattern and higher stress within the cement. INTERPRETATION: These results confirm the importance of the suscapularis for the long-term stability of total shoulder arthroplasty.

Rôle des microARNs dans le diabète

Découverts en 1993 dans Caenorhabditis elegans, les microARNs sont une nouvelle famille¦de molécules, simples brin d'ARN non-codant d'environ 20 nucléotides. Ce sont des régulateurs,¦capables d'inhiber l'expression de gènes dans les cellules eucaryotes. Ils jouent un rôle dans¦d'importants processus comme la prolifération cellulaire, l'apoptose, l'inflammation, et la¦différenciation tissulaire. C'est pour cela que des variations de la quantité de microARNs dans le¦corps humain peuvent engendrer diverses maladies comme le diabète, le cancer et différentes¦pathologies cardiovasculaires. Dans le futur, une meilleure compréhension des microARNs et de¦leurs mécanismes d'action pourrait aider à découvrir de nouveaux outils pour traiter ou prévenir¦certaines maladies. Les objectifs de ce travail étaient de faire une recherche de¦littérature sur les microARNs et leurs implications dans le diabète dans un premier temps, puis de¦poursuivre avec des manipulations de laboratoire pour mesurer l'activité et la fonction de¦microARNs dans la cellule bêta pancréatique dans le modèle de la gestation. La méthode utilisée¦pour l'étude bibliographique a été une recherche sur la base de données Pubmed. Pour les¦manipulations au laboratoire, deux microARNs ont été étudiés miR-325-5p et miR-874, afin¦d'évaluer l'impact de la surexpression ou le knock down de ces deux microARNs sur les fonctions¦de cellules bêta pancréatiques comme la prolifération et l'apoptose. Ces techniques étaient¦parfaitement au point dans le laboratoire d'accueil. En ce qui me concerne, ce travail m'a permis¦d'approfondir mes connaissances sur un sujet nouveau et de mettre un pied dans le milieu de la¦recherche fondamentale.

Interdisziplinäre Zusammenarbeit in der beruflichen Wiedereingliederung = Réinsertion professionnelle et interdisciplinarité

L'interdisciplinarité entre thérapeutes et ergonomes crée un lien avec le monde du travail, indispensable à la réussite du retour à l'activité professionnelle.

Douteur testiculaire, un défi diagnostique [Testicular pain, a diagnostic challenge?].

Scrotal pain is frequently encountered in practice, as it affects 4 men in 1000, with a peak of incidence between the ages of 45 and 50. After excluding an urological or gastrointestinal cause, referred pain of musculoskeletal origin should be considered, even in the absence of back pain. Described by Dr. Robert Maigne, this referred pain originates from a minor intervertebral dysfunction of the thoracolumbar junction. Imaging of the spine is not helpful. Rather, the diagnosis is made by seeking pain triggered by the mobilization of the lumbar vertebrae; the pinch and roll skin manoeuvre will highlight this referred pain. Treatment is symptomatic, though manual therapies by spine specialists are also recommended.

Cell therapies for tendons: old cell choice for modern innovation.

Although tissue engineering and cell therapies are becoming realistic approaches for medical therapeutics, it is likely that musculoskeletal applications will be among the first to benefit on a large scale. Cell sources for tissue engineering and cell therapies for tendon pathologies are reviewed with an emphasis on small defect tendon injuries as seen in the hand which could adapt well to injectable cell administration. Specifically, cell sources including tenocytes, tendon sheath fibroblasts, bone marrow or adipose-derived stem cells, amniotic cells, placenta cells and platelet-derivatives have been proposed to enhance tendon regeneration. The associated advantages and disadvantages for these different strategies will be discussed and evolving regulatory requirements for cellular therapies will also be addressed. Human progenitor tenocytes, along with their clinical cell banking potential, will be presented as an alternative cell source solution. Similar cell banking techniques have already been described with other progenitor cell types in the 1950's for vaccine production, and these "old" cell types incite potentially interesting therapeutic options that could be improved with modern innovation for tendon regeneration and repair.

Pain and beliefs after musuloskeletal trauma: Complex relationships during the first year of rehabilitation

Introduction.- Pain and beliefs have an influence on the patient's course in rehabilitation and their relationships are complex. The aim of this study was to understand the relationships between pain at admission and the evolution of beliefs during rehabilitation as well as the relationships between pain and beliefs one year after rehabilitation.Patients and methods.- Six hundred and thirty-one consecutive patients admitted in rehabilitation after musculoskeletal trauma, were included and assessed at admission, at discharge and one year after discharge. Pain was measured by VAS (Visual Analogical Scale) and beliefs by judgement on Lickert scales. Four kinds of beliefs were evaluated: fear of a severe origin of pain, fear of movement, fear of pain and feeling of distress (loss of control). The association between pain and beliefs was assessed by logistic regressions, adjusted for gender, age, native language, education and bio-psycho-social complexity.Results.- At discharge, 44% of patients felt less distressed by pain, 34% are reinsured with regard to their fear of a severe origin of pain, 38% have less fear of pain and 33% have less fear of movement. The higher the pain at admission, the higher the probability that the distress diminished, this being true up to a threshold (70 mm/100) beyond which there was a plateau. At one year, the higher the pain, the more dysfunctional the fears.Discussion.- The relationships between pain and beliefs are complex and may change all along rehabilitation. During hospitalization, one could hope that the patient would be reinsured and would gain self-control again, if pain does not exceed a certain threshold. After one year, high pain increases the risk of dysfunctional beliefs. For clinical practice, these data suggest to think in terms of the more accessible "entrance door", act against pain and/or against beliefs, adpated to each patient.

Wiedereingliederung dank arbeitsmedizinischer Intervention

Unspezifische muskuloskelettale Beschwerden wie chronische Rücken- oder Nackenbeschwerden werden als multifaktoriell bedingt verstanden, wobei die Arbeit respektive die Arbeitsbedingungen einen mehr oder weniger bestimmenden Faktor darstellen. Es ist daher wesentlich, speziell auch im Hinblick auf die Wiedereingliederung, dass sowohl die Arbeit wie auch die Arbeitsbedingungen evaluiert werden. [Auteure]

False recognition following frontal lobe damage: The role of encoding factors

This paper reports a series of experiments on patient JB, a man with memory difficulties following damage to the left frontal lobe. The primary characteristic of JB's recognition memory impairment is a high level of false recognition together with a normal hit rate. The hypothesis that JB's false recognition reflects an over-reliance on familiarity is considered, but discounted on the basis that the false alarm rate is not affected by increasing the similarity between distracters and targets, and remains high when nonword stimuli are used. It is suggested, instead, that JB relies on a poorly focused memory description, which lacks item-specific detail but contains more general, low-level properties of the target items-these properties being held by many distracter items as well. This deficit is considered to arise because of damage to frontally mediated control processes involved in the selection of elements for memory encoding. An encoding deficit is supported by the fact that JB's false recognition is significantly reduced by orienting instructions, and is eliminated when his remote memory is subjected to recognition testing. In contrast, it is shown that manipulations at the level of retrieval (e.g. restricting the number of "old" responses) have little effect on his false recognition.

Regulation of the integration of newly generated neurons in the adult hippocampus

Hippocampal adult neurogenesis results in the continuous formation of new neurons in the adult hippocampus, which participate to learning and memory. Manipulations increasing adult neurogenesis have a huge clinical potential in pathologies involving memory loss. Intringuingly, most of the newborn neurons die during their maturation. Thus, increasing newborn neuron survival during their maturation may be a powerful way to increase overall adult neurogenesis. The factors governing this neuronal death are yet poorly known. In my PhD project, we made the hypothesis that synaptogenesis and synaptic activity play a role in the survival of newborn hippocampal neurons. We studied three factors potentially involved in the regulation of the synaptic integration of adult-born neurons. First, we used propofol anesthesia to provoke a global increase in GABAergic activity of the network, and we evaluated the outcome on newborn neuron synaptic integration, morphological development and survival. Propofol anesthesia impaired the dendritic maturation and survival of adult-born neurons in an age-dependent manner. Next, we examined the development of astrocytic ensheathment on the synapses formed by newborn neurons, as we hypothesized that astrocytes are involved in their synaptic integration. Astrocytic processes ensheathed the synapses of newborn neurons very early in their development, and the processes modulated synaptic transmission on these cells. Finally, we studied the cell-autonomous effects of the overexpression of synaptic adhesion molecules on the development, synaptic integration and survival of newborn neurons, and we found that manipulating of a single adhesion molecule was sufficient to modify synaptogenesis and/or synapse function, and to modify newborn neuron survival. Together, these results suggest that the activity of the neuronal network, the modulation of glutamate transport by astrocytes, and the synapse formation and activity of the neuron itself may regulate the survival of newborn neurons. Thus, the survival of newborn neurons may depend on their ability to communicate with the network. This knowledge is crucial for finding ways to increase neurogenesis in patients. More generally, understanding how the neurogenic niche works and which factors are important for the generation, maturation and survival of neurons is fundamental to be able to maybe, one day, replace neurons in any region of the brain.

Zoledronic Acid in Reducing Clinical Fracture and Mortality after Hip Fracture.

BACKGROUND: Mortality is increased after a hip fracture, and strategies that improve outcomes are needed. METHODS: In this randomized, double-blind, placebo-controlled trial, 1065 patients were assigned to receive yearly intravenous zoledronic acid (at a dose of 5 mg), and 1062 patients were assigned to receive placebo. The infusions were first administered within 90 days after surgical repair of a hip fracture. All patients received supplemental vitamin D and calcium. The median follow-up was 1.9 years. The primary end point was a new clinical fracture. RESULTS: The rates of any new clinical fracture were 8.6% in the zoledronic acid group and 13.9% in the placebo group, a 35% risk reduction (P = 0.001); the respective rates of a new clinical vertebral fracture were 1.7% and 3.8% (P = 0.02), and the respective rates of new nonvertebral fractures were 7.6% and 10.7% (P = 0.03). In the safety analysis, 101 of 1054 patients in the zoledronic acid group (9.6%) and 141 of 1057 patients in the placebo group (13.3%) died, a reduction of 28% in deaths from any cause in the zoledronic-acid group (P = 0.01). The most frequent adverse events in patients receiving zoledronic acid were pyrexia, myalgia, and bone and musculoskeletal pain. No cases of osteonecrosis of the jaw were reported, and no adverse effects on the healing of fractures were noted. The rates of renal and cardiovascular adverse events, including atrial fibrillation and stroke, were similar in the two groups. CONCLUSIONS: An annual infusion of zoledronic acid within 90 days after repair of a low-trauma hip fracture was associated with a reduction in the rate of new clinical fractures and improved survival. (ClinicalTrials.gov number, NCT00046254.).

Monitoring of biological markers indicative of doping: the athlete biological passport

The athlete biological passport (ABP) was recently implemented in anti-doping work and is based on the individual and longitudinal monitoring of haematological or urine markers. These may be influenced by illicit procedures performed by some athletes with the intent to improve exercise performance. Hence the ABP is a valuable tool in the fight against doping. Actually, the passport has been defined as an individual and longitudinal observation of markers. These markers need to belong to the biological cascade influenced by the application of forbidden hormones or more generally, affected by biological manipulations which can improve the performance of the athlete. So far, the haematological and steroid profile modules of the ABP have been implemented in major sport organisations, and a further module is under development. The individual and longitudinal monitoring of some blood and urine markers are of interest, because the intraindividual variability is lower than the corresponding interindividual variability. Among the key prerequisites for the implementation of the ABP is its prospect to resist to the legal and scientific challenges. The ABP should be implemented in the most transparent way and with the necessary independence between planning, interpretation and result management of the passport. To ensure this, the Athlete Passport Management Unit (APMU) was developed and the WADA implemented different technical documents associated to the passport. This was carried out to ensure the correct implementation of a profile which can also stand the challenge of any scientific or legal criticism. This goal can be reached only by following strictly important steps in the chain of production of the results and in the management of the interpretation of the passport. Various technical documents have been then associated to the guidelines which correspond to the requirements for passport operation. The ABP has been completed very recently by the steroid profile module. As for the haematological module, individual and longitudinal monitoring have been applied and the interpretation cascade is also managed by a specific APMU in a similar way as applied in the haematological module. Thus, after exclusion of any possible pathology, specific variation from the individual norms will be then considered as a potential misuse of hormones or other modulators to enhance performance.

Régulation du canal à sodium épithélial par le sodim extracellulaire et développement d'un microsystème intégré pour l'étude électrophysiologique sur ovocytes de "Xenopus laevis"

Résumé : La première partie de ce travail de thèse est consacrée au canal à sodium épithélial (ENaC), l'élément clé du transport transépithélial de Na+ dans le néphron distal, le colon et les voies aériennes. Ce canal est impliqué dans certaines formes génétiques d'hypo- et d'hypertension (PHA I, syndrome de Liddle), mais aussi, indirectement, dans la mucoviscidose. La réabsorption transépithéliale de Na+ est principalement régulée par des hormones (aldostérone, vasopressine), mais aussi directement par le Na+, via deux phénomènes distincts, la « feedback inhibition » et la « self-inhibition » (SI). Ce second phénomène est dépendant de la concentration de Na+ extracellulaire, et montre une cinétique rapide (constante de temps d'environ 3 s). Son rôle physiologique serait d'assurer l'homogénéité de la réabsorption de Na+ et d'empêcher que celle-ci soit excessive lorsque les concentrations de Na+ sont élevées. Différents éléments appuient l'hypothèse de la présence d'un site de détection de la concentration du Na+ extracellulaire sur ENaC, gouvernant la SI. L'objectif de ce premier projet est de démontrer l'existence du site de détection impliqué dans la SI et de déterminer ses propriétés physiologiques et sa localisation. Nous avons montré que les caractéristiques de la SI (en termes de sélectivité et affinité ionique) sont différentes des propriétés de conduction du canal. Ainsi, nos résultats confirment l'hypothèse de l'existence d'un site de détection du Na+ (responsable de la transmission de l'information au mécanisme de contrôle de l'ouverture du canal), différent du site de conduction. Par ailleurs, ce site présente une affinité basse et indépendante du voltage pour le Na+ et le Li+ extracellulaires. Le site semble donc être localisé dans le domaine extracellulaire, plutôt que transmembranaire, de la protéine. L'étape suivante consiste alors à localiser précisément le site sur le canal. Des études précédentes, ainsi que des résultats préliminaires récemment obtenus, mettent en avant le rôle dans la self-inhibition du premiers tiers des boucles extracellulaires des sous-unités α et γ du canal. Le second projet tire son origine des limitations de la méthode classique pour l'étude des canaux ioniques, après expression dans les ovocytes de Xenopus laevis, par la méthode du voltage-clamp à deux électrodes, en particulier les limitations dues à la lenteur des échanges de solutions. En outre, cette méthode souffre de nombreux désavantages (manipulations délicates et peu rapides, grands volumes de solution requis). Plusieurs systèmes améliorés ont été élaborés, mais aucun ne corrige tous les désavantages de la méthode classique Ainsi, l'objectif ici est le développement d'un système, pour l'étude électrophysiologique sur ovocytes, présentant les caractéristiques suivantes : manipulation des cellules facilitée et réduite, volumes de solution de perfusion faibles et vitesse rapide d'échange de la perfusion. Un microsystème intégré sur une puce a été élaboré. Ces capacités de mesure ont été testées en utilisant des ovocytes exprimant ENaC. Des résultats similaires (courbes IV, courbes dose-réponse au benzamil) à ceux obtenus avec le système traditionnel ont été enregistrés avec le microsystème. Le temps d'échange de solution a été estimé à ~20 ms et des temps effectifs de changement ont été déterminés comme étant 8 fois plus court avec le nouveau système comparé au classique. Finalement, la SI a été étudiée et il apparaît que sa cinétique est 3 fois plus rapide que ce qui a été estimé précédemment avec le système traditionnel et son amplitude de 10 à 20 % plus importante. Le nouveau microsystème intégré apparaît donc comme adapté à la mesure électrophysiologique sur ovocytes de Xenopus, et possèdent des caractéristiques appropriées à l'étude de phénomènes à cinétique rapide, mais aussi à des applications de type « high throughput screening ». Summary : The first part of the thesis is related to the Epithelial Sodium Channel (ENaC), which is a key component of the transepithelial Na+ transport in the distal nephron, colon and airways. This channel is involved in hypo- and hypertensive syndrome (PHA I, Liddle syndrome), but also indirectly in cystic fibrosis. The transepithelial reabsorption of Na+ is mainly regulated by hormones (aldosterone, vasopressin), but also directly by Na+ itself, via two distinct phenomena, feedback inhibition and self-inhibition. This latter phenomenon is dependant on the extracellular Na+ concentration and has rapid kinetics (time constant of about 3 s). Its physiological role would be to prevent excessive Na+ reabsorption and ensure this reabsorption is homogenous. Several pieces of evidence enable to propose the hypothesis of an extracellular Na+ sensing site on ENaC, governing self-inhibition. The aim of this first project is to demonstrate the existence of the sensing site involved in self-inhibition and to determine its physiological properties and localization. We show self-inhibition characteristics (ionic selectivity and affinity) are different from the conducting properties of the channel. Our results support thus the hypothesis that the Na+ sensing site (responsible of the transmission of the information about the extracellular Na+ concentration to the channel gating mechanism), is different from the channel conduction site. Furthermore, the site has a low and voltage-insensitive affinity for extracellular Na+ or Li+. This site appears to be located in the extracellular domain rather than in the transmembrane part of the channel protein. The next step is then to precisely localize the site on the channel. Some previous studies and preliminary results we recently obtained highlight the role of the first third of the extracellular loop of the α and γ subunits of the channel in self-inhibition. The second project originates in the limitation of the classical two-electrode voltageclamp system classically used to study ion channels expressed in Xenopus /aevis oocytes, in particular limitations related to the slow solution exchange time. In addition, this technique undergoes several drawbacks (delicate manipulations, time consumption volumes). Several improved systems have been built up, but none corrected all these detriments. The aim of this second study is thus to develop a system for electrophysiological study on oocytes featuring an easy and reduced cell handling, small necessary perfusion volumes and fast fluidic exchange. This last feature establishes the link with the first project, as it should enable to improve the kinetics analysis of self-inhibition. A PDMS chip-based microsystem has been elaborated. Its electrophysiological measurement abilities have been tested using oocytes expressing ENaC. Similar measurements (IV curves of benzamil-sensitive currents, benzamil dose-response curves) have been obtained with this system, compared to the traditional one. The solution exchange time has been estimated at N20 ms and effective exchange times (on inward currents) have been determined as 8 times faster with the novel system compared to the classical one. Finally, self-inhibition has been studied and it appears its kinetics is 3 times faster and its amplitude 10 to 20 % higher than what has been previously estimated with the traditional system. The novel integrated microsystem appears therefore to be convenient for electrophysiological measurement on Xenopus oocytes, and displays features suitable for the study of fast kinetics phenomenon, but also high throughput screening applications. Résumé destiné large public : Le corps humain est composé d'organes, eux-mêmes constitués d'un très grand nombre de cellules. Chaque cellule possède une paroi appelée membrane cellulaire qui sépare l'intérieur de cette cellule (milieu intracellulaire) du liquide (milieu extracellulaire) dans lequel elle baigne. Le maintien de la composition stable de ce milieu extracellulaire est essentiel pour la survie des cellules et donc de l'organisme. Le sodium est un des composants majeurs du milieu extracellulaire, sa quantité dans celui-ci doit être particulièrement contrôlée. Le sodium joue en effet un rôle important : il conditionne le volume de ce liquide extracellulaire, donc, par la même, du sang. Ainsi, une grande quantité de sodium présente dans ce milieu va de paire avec une augmentation du volume sanguin, ce qui conduit l'organisme à souffrir d'hypertension. On se rend donc compte qu'il est très important de contrôler la quantité de sodium présente dans les différents liquides de l'organisme. Les apports de sodium dans l'organisme se font par l'alimentation, mais la quantité de sodium présente dans le liquide extracellulaire est contrôlée de manière très précise par le rein. Au niveau de cet organe, on appelle urine primaire le liquide résultant de la filtration du sang. Elle contient de nombreuses substances, des petites molécules, dont l'organisme a besoin (sodium, glucose...), qui sont ensuite récupérées dans l'organe. A la sortie du rein, l'urine finale ne contient plus que l'excédent de ces substances, ainsi que des déchets à éliminer. La récupération du sodium est plus ou moins importante, en fonction des ajustements à apporter à la quantité présente dans le liquide extracellulaire. Elle a lieu grâce à la présence de protéines, dans les membranes des cellules du rein, capables de le transporter et de le faire transiter de l'urine primaire vers le liquide extracellulaire, qui assurera ensuite sa distribution dans l'ensemble de l'organisme. Parmi ces protéines « transporteurs de sodium », nous nous intéressons à une protéine en particulier, appelée ENaC. Il a été montré qu'elle jouait un rôle important dans cette récupération de sodium, elle est en effet impliquée dans des maladies génétiques conduisant à l'hypo- ou à l'hypertension. De précédents travaux ont montré que lorsque le sodium est présent en faible quantité dans l'urine primaire, cette protéine permet d'en récupérer une très grande partie. A l'inverse, lorsque cette quantité de sodium dans l'urine primaire est importante, sa récupération par le biais d'ENaC est réduite. On parle alors d'autorégulation : la protéine elle-même est capable d'adapter son activité de transport en fonction des conditions. Ce phénomène d'autorégulation constitue a priori un mécanisme préventif visant à éviter une trop grande récupération de sodium, limitant ainsi les risques d'hypertension. La première partie de ce travail de thèse a ainsi consisté à clarifier le mécanisme d'autorégulation de la protéine ENaC. Ce phénomène se caractérise en particulier par sa grande vitesse, ce qui le rend difficile à étudier par les méthodes traditionnelles. Nous avons donc, dans une deuxième partie, développé un nouveau système permettant de mieux décrire et analyser cette « autorégulation » d'ENaC. Ce second projet a été mené en collaboration avec l'équipe de Martin Gijs de l'EPFL.

Des problèmes pré-analytiques à l'oxydation des protéines : voyage protéomique

RAPPORT DE SYNTHESE :Cette thèse a pour but de démontrer que les protéines sanguines sont sensibles à leur micro- environnement redox et que les outils protéomiques permettent pour une part de caractériser les effets de ce micro-environnement au niveau moléculaire. Elle est divisée en trois parties, les deux premières sous forme d'articles de revue publiés et la troisième sous forme d'un travail de recherche mené au Centre de Transfusion Sanguine de Lausanne en collaboration avec la PAF (Protein Analysis Facility) de l'UNIL.L'article « Plasma/serum proteomics : preanalytical issues » publié dans Expert Review of Proteomics en 2007 explique comment la protéine porte l'empreinte de la phase pré¬analytique. La technique d'électrophorèse bi-dimensionnelle « différentielle » permet de simplifier cette phase en soumettant tous les échantillons analysés aux mêmes manipulations, ramenant ainsi les variables pré-analytiques aux plus élémentaires d'entre elles. Dans l'article « Oxidation of proteins : basic principles and perspectives for blood proteomics » publié dans Proteomics Clinical Applications en 2008, il est question de l'oxydation comme réaction chimique à l'origine de lésions, protéiques. Celles-ci peuvent donner lieu à des artefacts d'analyse protéomique et rendre l'identification de peptides confondante. Elles peuvent par ailleurs être chimiquement instables et s'associer à d'autres composés contenus dans l'échantillon.Le travail de recherche décrit l'étude protéomique des modifications oxydatives au niveau du fibrinogène oxydé in vitro. Les résultats de cette étude indiquent que les conditions de conservation de plasma destiné à la transfusion peuvent potentiellement altérer la structure et la fonction des protéines contenues dans ce produit sanguin et que ce phénomène est pour une part oxydatif.