Occupational respiratory exposures to irritating and sensitizing volatile compounds deriving from cleaning products

Recent findings suggest an association between exposure to cleaning products and respiratory dysfunctions including asthma. However, little information is available about quantitative airborne exposures of professional cleaners to volatile organic compounds deriving from cleaning products. During the first phases of the study, a systematic review of cleaning products was performed. Safety data sheets were reviewed to assess the most frequently added volatile organic compounds. It was found that professional cleaning products are complex mixtures of different components (compounds in cleaning products: 3.5 ± 2.8), and more than 130 chemical substances listed in the safety data sheets were identified in 105 products. The main groups of chemicals were fragrances, glycol ethers, surfactants, solvents; and to a lesser extent phosphates, salts, detergents, pH-stabilizers, acids, and bases. Up to 75% of products contained irritant (Xi), 64% harmful (Xn) and 28% corrosive (C) labeled substances. Hazards for eyes (59%), skin (50%) and by ingestion (60%) were the most reported. Monoethanolamine, a strong irritant and known to be involved in sensitizing mechanisms as well as allergic reactions, is frequently added to cleaning products. Monoethanolamine determination in air has traditionally been difficult and air sampling and analysis methods available were little adapted for personal occupational air concentration assessments. A convenient method was developed with air sampling on impregnated glass fiber filters followed by one step desorption, gas chromatography and nitrogen phosphorous selective detection. An exposure assessment was conducted in the cleaning sector, to determine airborne concentrations of monoethanolamine, glycol ethers, and benzyl alcohol during different cleaning tasks performed by professional cleaning workers in different companies, and to determine background air concentrations of formaldehyde, a known indoor air contaminant. The occupational exposure study was carried out in 12 cleaning companies, and personal air samples were collected for monoethanolamine (n=68), glycol ethers (n=79), benzyl alcohol (n=15) and formaldehyde (n=45). All but ethylene glycol mono-n-butyl ether air concentrations measured were far below (<1/10) of the Swiss eight hours occupational exposure limits, except for butoxypropanol and benzyl alcohol, where no occupational exposure limits were available. Although only detected once, ethylene glycol mono-n-butyl ether air concentrations (n=4) were high (49.5 mg/m3 to 58.7 mg/m3), hovering at the Swiss occupational exposure limit (49 mg/m3). Background air concentrations showed no presence of monoethanolamine, while the glycol ethers were often present, and formaldehyde was universally detected. Exposures were influenced by the amount of monoethanolamine in the cleaning product, cross ventilation and spraying. The collected data was used to test an already existing exposure modeling tool during the last phases of the study. The exposure estimation of the so called Bayesian tool converged with the measured range of exposure the more air concentrations of measured exposure were added. This was best described by an inverse 2nd order equation. The results suggest that the Bayesian tool is not adapted to predict low exposures. The Bayesian tool should be tested also with other datasets describing higher exposures. Low exposures to different chemical sensitizers and irritants should be further investigated to better understand the development of respiratory disorders in cleaning workers. Prevention measures should especially focus on incorrect use of cleaning products, to avoid high air concentrations at the exposure limits. - De récentes études montrent l'existence d'un lien entre l'exposition aux produits de nettoyages et les maladies respiratoires telles que l'asthme. En revanche, encore peu d'informations sont disponibles concernant la quantité d'exposition des professionnels du secteur du nettoyage aux composants organiques volatiles provenant des produits qu'ils utilisent. Pendant la première phase de cette étude, un recueil systématique des produits professionnels utilisés dans le secteur du nettoyage a été effectué. Les fiches de données de sécurité de ces produits ont ensuite été analysées, afin de répertorier les composés organiques volatiles les plus souvent utilisés. Il a été mis en évidence que les produits de nettoyage professionnels sont des mélanges complexes de composants chimiques (composants chimiques dans les produits de nettoyage : 3.5 ± 2.8). Ainsi, plus de 130 substances listées dans les fiches de données de sécurité ont été retrouvées dans les 105 produits répertoriés. Les principales classes de substances chimiques identifiées étaient les parfums, les éthers de glycol, les agents de surface et les solvants; dans une moindre mesure, les phosphates, les sels, les détergents, les régulateurs de pH, les acides et les bases ont été identifiés. Plus de 75% des produits répertoriés contenaient des substances décrites comme irritantes (Xi), 64% nuisibles (Xn) et 28% corrosives (C). Les risques pour les yeux (59%), la peau (50%) et par ingestion (60%) était les plus mentionnés. La monoéthanolamine, un fort irritant connu pour être impliqué dans les mécanismes de sensibilisation tels que les réactions allergiques, est fréquemment ajouté aux produits de nettoyage. L'analyse de la monoéthanolamine dans l'air a été habituellement difficile et les échantillons d'air ainsi que les méthodes d'analyse déjà disponibles étaient peu adaptées à l'évaluation de la concentration individuelle d'air aux postes de travail. Une nouvelle méthode plus efficace a donc été développée en captant les échantillons d'air sur des filtres de fibre de verre imprégnés, suivi par une étape de désorption, puis une Chromatographie des gaz et enfin une détection sélective des composants d'azote. Une évaluation de l'exposition des professionnels a été réalisée dans le secteur du nettoyage afin de déterminer la concentration atmosphérique en monoéthanolamine, en éthers de glycol et en alcool benzylique au cours des différentes tâches de nettoyage effectuées par les professionnels du nettoyage dans différentes entreprises, ainsi que pour déterminer les concentrations atmosphériques de fond en formaldéhyde, un polluant de l'air intérieur bien connu. L'étude de l'exposition professionnelle a été effectuée dans 12 compagnies de nettoyage et les échantillons d'air individuels ont été collectés pour l'éthanolamine (n=68), les éthers de glycol (n=79), l'alcool benzylique (n=15) et le formaldéhyde (n=45). Toutes les substances mesurées dans l'air, excepté le 2-butoxyéthanol, étaient en-dessous (<1/10) de la valeur moyenne d'exposition aux postes de travail en Suisse (8 heures), excepté pour le butoxypropanol et l'alcool benzylique, pour lesquels aucune valeur limite d'exposition n'était disponible. Bien que détecté qu'une seule fois, les concentrations d'air de 2-butoxyéthanol (n=4) étaient élevées (49,5 mg/m3 à 58,7 mg/m3), se situant au-dessus de la frontière des valeurs limites d'exposition aux postes de travail en Suisse (49 mg/m3). Les concentrations d'air de fond n'ont montré aucune présence de monoéthanolamine, alors que les éthers de glycol étaient souvent présents et les formaldéhydes quasiment toujours détectés. L'exposition des professionnels a été influencée par la quantité de monoéthanolamine présente dans les produits de nettoyage utilisés, par la ventilation extérieure et par l'emploie de sprays. Durant la dernière phase de l'étude, les informations collectées ont été utilisées pour tester un outil de modélisation de l'exposition déjà existant, l'outil de Bayesian. L'estimation de l'exposition de cet outil convergeait avec l'exposition mesurée. Cela a été le mieux décrit par une équation du second degré inversée. Les résultats suggèrent que l'outil de Bayesian n'est pas adapté pour mettre en évidence les taux d'expositions faibles. Cet outil devrait également être testé avec d'autres ensembles de données décrivant des taux d'expositions plus élevés. L'exposition répétée à des substances chimiques ayant des propriétés irritatives et sensibilisantes devrait être investiguée d'avantage, afin de mieux comprendre l'apparition de maladies respiratoires chez les professionnels du nettoyage. Des mesures de prévention devraient tout particulièrement être orientées sur l'utilisation correcte des produits de nettoyage, afin d'éviter les concentrations d'air élevées se situant à la valeur limite d'exposition acceptée.

Modelling tree population dynamics at the alpine and boreal tree-line ecotones in response to climate and land-use change

Summary Ecotones are sensitive to change because they contain high numbers of species living at the margin of their environmental tolerance. This is equally true of tree-lines, which are determined by attitudinal or latitudinal temperature gradients. In the current context of climate change, they are expected to undergo modifications in position, tree biomass and possibly species composition. Attitudinal and latitudinal tree-lines differ mainly in the steepness of the underlying temperature gradient: distances are larger at latitudinal tree-lines, which could have an impact on the ability of tree species to migrate in response to climate change. Aside from temperature, tree-lines are also affected on a more local level by pressure from human activities. These are also changing as a consequence of modifications in our societies and may interact with the effects of climate change. Forest dynamics models are often used for climate change simulations because of their mechanistic processes. The spatially-explicit model TreeMig was used as a base to develop a model specifically tuned for the northern European and Alpine tree-line ecotones. For the latter, a module for land-use change processes was also added. The temperature response parameters for the species in the model were first calibrated by means of tree-ring data from various species and sites at both tree-lines. This improved the growth response function in the model, but also lead to the conclusion that regeneration is probably more important than growth for controlling tree-line position and species' distributions. The second step was to implement the module for abandonment of agricultural land in the Alps, based on an existing spatial statistical model. The sensitivity of its most important variables was tested and the model's performance compared to other modelling approaches. The probability that agricultural land would be abandoned was strongly influenced by the distance from the nearest forest and the slope, bath of which are proxies for cultivation costs. When applied to a case study area, the resulting model, named TreeMig-LAb, gave the most realistic results. These were consistent with observed consequences of land-abandonment such as the expansion of the existing forest and closing up of gaps. This new model was then applied in two case study areas, one in the Swiss Alps and one in Finnish Lapland, under a variety of climate change scenarios. These were based on forecasts of temperature change over the next century by the IPCC and the HadCM3 climate model (ΔT: +1.3, +3.5 and +5.6 °C) and included a post-change stabilisation period of 300 years. The results showed radical disruptions at both tree-lines. With the most conservative climate change scenario, species' distributions simply shifted, but it took several centuries reach a new equilibrium. With the more extreme scenarios, some species disappeared from our study areas (e.g. Pinus cembra in the Alps) or dwindled to very low numbers, as they ran out of land into which they could migrate. The most striking result was the lag in the response of most species, independently from the climate change scenario or tree-line type considered. Finally, a statistical model of the effect of reindeer (Rangifer tarandus) browsing on the growth of Pinus sylvestris was developed, as a first step towards implementing human impacts at the boreal tree-line. The expected effect was an indirect one, as reindeer deplete the ground lichen cover, thought to protect the trees against adverse climate conditions. The model showed a small but significant effect of browsing, but as the link with the underlying climate variables was unclear and the model was not spatial, it was not usable as such. Developing the TreeMig-LAb model allowed to: a) establish a method for deriving species' parameters for the growth equation from tree-rings, b) highlight the importance of regeneration in determining tree-line position and species' distributions and c) improve the integration of social sciences into landscape modelling. Applying the model at the Alpine and northern European tree-lines under different climate change scenarios showed that with most forecasted levels of temperature increase, tree-lines would suffer major disruptions, with shifts in distributions and potential extinction of some tree-line species. However, these responses showed strong lags, so these effects would not become apparent before decades and could take centuries to stabilise. Résumé Les écotones son sensibles au changement en raison du nombre élevé d'espèces qui y vivent à la limite de leur tolérance environnementale. Ceci s'applique également aux limites des arbres définies par les gradients de température altitudinaux et latitudinaux. Dans le contexte actuel de changement climatique, on s'attend à ce qu'elles subissent des modifications de leur position, de la biomasse des arbres et éventuellement des essences qui les composent. Les limites altitudinales et latitudinales diffèrent essentiellement au niveau de la pente des gradients de température qui les sous-tendent les distance sont plus grandes pour les limites latitudinales, ce qui pourrait avoir un impact sur la capacité des espèces à migrer en réponse au changement climatique. En sus de la température, la limite des arbres est aussi influencée à un niveau plus local par les pressions dues aux activités humaines. Celles-ci sont aussi en mutation suite aux changements dans nos sociétés et peuvent interagir avec les effets du changement climatique. Les modèles de dynamique forestière sont souvent utilisés pour simuler les effets du changement climatique, car ils sont basés sur la modélisation de processus. Le modèle spatialement explicite TreeMig a été utilisé comme base pour développer un modèle spécialement adapté pour la limite des arbres en Europe du Nord et dans les Alpes. Pour cette dernière, un module servant à simuler des changements d'utilisation du sol a également été ajouté. Tout d'abord, les paramètres de la courbe de réponse à la température pour les espèces inclues dans le modèle ont été calibrées au moyen de données dendrochronologiques pour diverses espèces et divers sites des deux écotones. Ceci a permis d'améliorer la courbe de croissance du modèle, mais a également permis de conclure que la régénération est probablement plus déterminante que la croissance en ce qui concerne la position de la limite des arbres et la distribution des espèces. La seconde étape consistait à implémenter le module d'abandon du terrain agricole dans les Alpes, basé sur un modèle statistique spatial existant. La sensibilité des variables les plus importantes du modèle a été testée et la performance de ce dernier comparée à d'autres approches de modélisation. La probabilité qu'un terrain soit abandonné était fortement influencée par la distance à la forêt la plus proche et par la pente, qui sont tous deux des substituts pour les coûts liés à la mise en culture. Lors de l'application en situation réelle, le nouveau modèle, baptisé TreeMig-LAb, a donné les résultats les plus réalistes. Ceux-ci étaient comparables aux conséquences déjà observées de l'abandon de terrains agricoles, telles que l'expansion des forêts existantes et la fermeture des clairières. Ce nouveau modèle a ensuite été mis en application dans deux zones d'étude, l'une dans les Alpes suisses et l'autre en Laponie finlandaise, avec divers scénarios de changement climatique. Ces derniers étaient basés sur les prévisions de changement de température pour le siècle prochain établies par l'IPCC et le modèle climatique HadCM3 (ΔT: +1.3, +3.5 et +5.6 °C) et comprenaient une période de stabilisation post-changement climatique de 300 ans. Les résultats ont montré des perturbations majeures dans les deux types de limites de arbres. Avec le scénario de changement climatique le moins extrême, les distributions respectives des espèces ont subi un simple glissement, mais il a fallu plusieurs siècles pour qu'elles atteignent un nouvel équilibre. Avec les autres scénarios, certaines espèces ont disparu de la zone d'étude (p. ex. Pinus cembra dans les Alpes) ou ont vu leur population diminuer parce qu'il n'y avait plus assez de terrains disponibles dans lesquels elles puissent migrer. Le résultat le plus frappant a été le temps de latence dans la réponse de la plupart des espèces, indépendamment du scénario de changement climatique utilisé ou du type de limite des arbres. Finalement, un modèle statistique de l'effet de l'abroutissement par les rennes (Rangifer tarandus) sur la croissance de Pinus sylvestris a été développé, comme première étape en vue de l'implémentation des impacts humains sur la limite boréale des arbres. L'effet attendu était indirect, puisque les rennes réduisent la couverture de lichen sur le sol, dont on attend un effet protecteur contre les rigueurs climatiques. Le modèle a mis en évidence un effet modeste mais significatif, mais étant donné que le lien avec les variables climatiques sous jacentes était peu clair et que le modèle n'était pas appliqué dans l'espace, il n'était pas utilisable tel quel. Le développement du modèle TreeMig-LAb a permis : a) d'établir une méthode pour déduire les paramètres spécifiques de l'équation de croissance ä partir de données dendrochronologiques, b) de mettre en évidence l'importance de la régénération dans la position de la limite des arbres et la distribution des espèces et c) d'améliorer l'intégration des sciences sociales dans les modèles de paysage. L'application du modèle aux limites alpines et nord-européennes des arbres sous différents scénarios de changement climatique a montré qu'avec la plupart des niveaux d'augmentation de température prévus, la limite des arbres subirait des perturbations majeures, avec des glissements d'aires de répartition et l'extinction potentielle de certaines espèces. Cependant, ces réponses ont montré des temps de latence importants, si bien que ces effets ne seraient pas visibles avant des décennies et pourraient mettre plusieurs siècles à se stabiliser.

Therapeutic cancer vaccines based on molecularly defined human tumor antigens.

The results of numerous phases I and II clinical trials testing the safety and immunogenicity of various cancer vaccine formulations based on cytolytic T lymphocytes (CTLs)-defined tumor antigens have been reported recently. Specific T cell responses can be detected in only a fraction of immunized patients. A smaller but significant fraction of these patients have objective tumor responses. Efficient therapeutic vaccination should aim at boosting naturally occurring anti-tumor responses and at sustaining a large contingent of tumor antigen-specific and fully functional effector T cells at tumor sites.

In vivo activation of melanoma-specific CD8(+) T cells by endogenous tumor antigen and peptide vaccines. A comparison to virus-specific T cells.

Many new types of vaccines against infectious or malignant diseases are currently being proposed. Careful characterization of the induced immune response is required in assessing their efficiency. While in most studies human tumor antigen-specific T cells are analyzed after in vitro re-stimulation, we investigated these T cells directly ex vivo using fluorescent tetramers. In peripheral blood lymphocytes from untreated melanoma patients with advanced disease, a fraction of tumor antigen (Melan-A/MART-1)-specific T cells were non-naive, thus revealing tumor-driven immune activation. After immunotherapy with synthetic peptides plus adjuvant, we detected tumor antigen-specific T cells that proliferated and differentiated to memory cells in vivo in some melanoma patients. However, these cells did not present the features of effector cells as found in cytomegalovirus specific T cells analyzed in parallel. Thus, peptide plus adjuvant vaccines can lead to activation and expansion of antigen specific CD8(+) T cells in PBL. Differentiation to protective CD8(+) effector cells may, however, require additional vaccine components that stimulate T cells more efficiently, a major challenge for the development of future immunotherapy.

Isolated limb perfusion with tumor necrosis factor and melphalan for non-resectable soft tissue sarcomas: long-term results on efficacy and limb salvage in a selected group of patients

Background And Objectives: Isolated limb perfusion with TNF-alpha and melphalan (TM-ILP) is a limb salvage therapy for non-resectable soft tissue sarcomas (STS) of the extremities. It is indicated for patients for whom amputation or debilitating surgery is the only alternative. It can be used either as an exclusive therapy (in palliation) or as a neo-adjuvant treatment, followed by marginal resection of tumor remnants with minimal functional impairment. Methods: Between February 1992 and March 2006, 57 TM-ILPs were performed on 51 patients with 88% high grade and 84% advanced stage tumors. Results: Mean follow-up is 38.9 months (4-159, median 22 months). Twenty-one percent patients had significant early complications, with 3 major re-operations, and 23% suffered long-lasting complications. Complete response was observed in 25%, partial response in 42%, stable disease in 14% and progressive disease in 14%. Resection of the tumor remnants was possible in 65%. A complementary treatment was necessary in 31%, mostly radiation therapy. A local recurrence was observed in 35%, after a mean of 20.3 months (2-78), and distant relapse was seen in 45%, after a mean of 13.4 months (5-196). Mean Disease-free survival was 14.9 months, and overall 5-year-survival 43.5%. Amputation rate at 5 years was 24%. Conclusions: TM-ILP is a conservative treatment with a high complications rate, but it can be successful even for the most severe STS of extremities. As a consequence the limb can be spared from amputation or debilitating surgery on the long term in about 75% of patients

A phase I pharmacokinetic study of hypoxic abdominal stop-flow perfusion with gemcitabine in patients with advanced pancreatic cancer and refractory malignant ascites

PURPOSE: As no curative treatment for advanced pancreatic and biliary cancer with malignant ascites exists, new modalities possibly improving the response to available chemotherapies must be explored. This phase I study assesses the feasibility, tolerability and pharmacokinetics of a regional treatment of gemcitabine administered in escalating doses by the stop-flow approach to patients with advanced abdominal malignancies (adenocarcinoma of the pancreas, n = 8, and cholangiocarcinoma of the liver, n = 1). EXPERIMENTAL DESIGN: Gemcitabine at 500, 750 and 1,125 mg/m(2) was administered to three patients at each dose level by loco-regional chemotherapy, using hypoxic abdominal stop-flow perfusion. This was achieved by an aorto-caval occlusion by balloon catheters connected to an extracorporeal circuit. Gemcitabine and its main metabolite 2',2'-difluorodeoxyuridine (dFdU) concentrations were measured by high performance liquid chromatography with UV detection in the extracorporeal circuit during the 20 min of stop-flow perfusion, and in peripheral plasma for 420 min. Blood gases were monitored during the stop-flow perfusion and hypoxia was considered stringent if two of the following endpoints were met: pH </= 7.2, pO(2) nadir ratio </=0.70 or pCO(2) peak ratio >/=1.35. The tolerability of this procedure was also assessed. RESULTS: Stringent hypoxia was achieved in four patients. Very high levels of gemcitabine were rapidly reached in the extracorporeal circuit during the 20 min of stop-flow perfusion, with C (max) levels in the abdominal circuit of 246 (+/-37%), 2,039 (+/-77%) and 4,780 (+/-7.3%) mug/ml for the three dose levels 500, 750 and 1,125 mg/m(2), respectively. These C (max) were between 13 (+/-51%) and 290 (+/-12%) times higher than those measured in the peripheral plasma. Similarly, the abdominal exposure to gemcitabine, calculated as AUC(t0-20), was between 5.5 (+/-43%) and 200 (+/-66%)-fold higher than the systemic exposure. Loco-regional exposure to gemcitabine was statistically higher in presence of stringent hypoxia (P < 0.01 for C (max) and AUC(t0-20), both normalised to the gemcitabine dose). Toxicities were acceptable considering the complexity of the procedure and were mostly hepatic; it was not possible to differentiate the respective contributions of systemic and regional exposures. A significant correlation (P < 0.05) was found between systemic C (max) of gemcitabine and the nadir of both leucocytes and neutrophils. CONCLUSIONS: Regional exposure to gemcitabine-the current standard drug for advanced adenocarcinoma of the pancreas-can be markedly enhanced using an optimised hypoxic stop-flow perfusion technique, with acceptable toxicities up to a dose of 1,125 mg/m(2). However, the activity of gemcitabine under hypoxic conditions is not as firmly established as that of other drugs such as mitomycin C, melphalan or tirapazamine. Further studies of this investigational modality, but with bioreductive drugs, are therefore warranted first to evaluate the tolerance in a phase I study and later on to assess whether it does improve the response to chemotherapy.

Human CD8(+) T cells expressing HLA-DR and CD28 show telomerase activity and are distinct from cytolytic effector T cells.

Cycling lymphocytes may express the enzyme telomerase which is involved in maintenance of telomere length and cell proliferation potential. In CD8(+) T cells freshly isolated from peripheral blood, we found that in vivo cycling cells expressed HLA-DR. Furthermore, CD28-positive cells are known to have longer telomeres than CD28-negative T cells. Therefore we used HLA-DR- and CD28-specific antibodies to sort CD8(+) T cells and measure telomerase activity ex vivo. Relatively high levels of telomerase activity were found in HLA-DR/CD28 double-positive cells. In contrast, HLA-DR-negative and CD28-negative cells had almost no telomerase activity. In summary, HLA-DR expression correlates with proliferation, and CD28 expression with proliferative potential. We have previously identified that ex vivo cytolytic CD8(+) T cells are CD56 (NCAM) positive. Here we show that HLA-DR(+) cells were rarely CD56(+) and vice versa. This demonstrates that telomerase-expressing and cytolytic CD8(+) T cells can be separated on the basis of the cell surface markers HLA-DR and CD56. Thus, activated CD8(+) T cells specialize and exert distinct functions correlating with surface molecule expression.

In vivo expression of natural killer cell inhibitory receptors by human melanoma-specific cytolytic T lymphocytes.

Natural killer (NK) receptor signaling can lead to reduced cytotoxicity by NK cells and cytolytic T lymphocytes (CTLs) in vitro. Whether T cells are inhibited in vivo remains unknown, since peptide antigen-specific CD8(+) T cells have so far not been found to express NK receptors in vivo. Here we demonstrate that melanoma patients may bear tumor-specific CTLs expressing NK receptors. The lysis of melanoma cells by patient-derived CTLs was inhibited by the NK receptor CD94/NKG2A. Thus, tumor-specific CTL activity may be decreased through NK receptor triggering in vivo.

Un défi des gestionnaires du territoire : comment composer avec les différentes définitions des risques?

Dans les pays en développement, où les territoires présentent de multiples facteurs de vulnérabilité et où l'exposition à des dangers divers et nombreux sont des phénomènes quotidiens, la mise en place de mesures visant à contrebalancer ces phénomènes devient un enjeu difficile à réaliser. Dans cette perspective, il s'agit d'étudier, à travers les pratiques des acteurs, quels sont les éléments qui permettent de définir les risques et les actions à entreprendre. Les acteurs doivent négocier ou même imposer la légitimité de leurs vulnérabilités dans un jeu de négociations, d'arbitrages et de conflits. Le cas d'étude à San Cristóbal, Guatemala, permet d'analyser les différentes solutions proposées sous l'angle des vulnérabilités en jeu. Nous montrons que la prise en compte des vulnérabilités influence la lecture de l'équation du risque des acteurs concernés et conditionne le champ des solutions possibles. Les résultats de cette recherche indiquent que le risque n'est pas univoque mais qu'il est le résultat d'un choix et des calculs faits par les acteurs. Pour cette raison, les mesures à entreprendre dépendent des compromis élaborés entre les acteurs.

CD28-negative cytolytic effector T cells frequently express NK receptors and are present at variable proportions in circulating lymphocytes from healthy donors and melanoma patients.

In humans, NK receptors are expressed by natural killer cells and some T cells, the latter of which are preferentially alphabetaTCR+ CD8+ cytolytic T lymphocytes (CTL). In this study we analyzed the expression of nine NK receptors (p58.1, p58.2, p70, p140, ILT2, NKRP1A, ZIN176, CD94 and CD94/NKG2A) in PBL from both healthy donors and melanoma patients. The percentages of NK receptor-positive T cells (NKT cells) varied strongly, and this variation was more important between individual patients than between individual healthy donors. In all the individuals, the NKT cells were preferentially CD28-, and a significant correlation was found between the percentage of CD28- T cells and the percentage of NK receptor+ T cells. Based on these data and the known activated phenotype of CD28- T cells, we propose that the CD28- CD8+ T cell pool represents or contains the currently active CTL population, and that the frequent expression of NK receptors reflects regulatory mechanisms modulating the extent of CTL effector function. Preliminary results indicate that some tumor antigen-specific T cells may indeed be CD28- and express NK receptors in vivo.

Four essays on economic geography, trade and development

RESUME Cette thèse se situe à la frontière de la recherche en économie du développement et du commerce international et vise à intégrer les apports de l'économie géographique. Le premier chapitre s'intéresse aux effets de création et de détournement de commerce au sein des accords régionaux entre pays en développement et combine une approche gravitaire et une estimation non paramétrique des effets de commerce. Cette analyse confirme un effet de commerce non monotone pour six accords régionaux couvrant l'Afrique, l'Amérique Latine et l'Asie (AFTA, CAN, CACM, CEDEAO, MERCO SUR et SADC) sur la période 1960-1996. Les accords signés dans les années 90 (AFTA, CAN, MERCOSUR et SADC) semblent avoir induis une amélioration du bien-être de leurs membres mais avec un impact variable sur le reste du monde, tandis que les accords plus anciens (CEDEAO et CACM) semblent montrer que les effets de commerce et de bien-être se réduisent pour finir par s'annuler à mesure que le nombre d'années de participation des Etats membres augmente. Le deuxième chapitre pose la question de l'impact de la géographie sur les échanges Sud-Sud. Ce chapitre innove par rapport aux méthodes classiques d'estimation en dérivant une équation de commerce à partir de l'hypothèse d'Armington et en intégrant une fonction de coût de transport qui prend en compte la spécificité des pays de l'UEMOA. Les estimations donnent des effets convaincants quant au rôle de l'enclavement et des infrastructures: deux pays enclavés de l'UEMOA commercent 92% moins que deux autres pays quelconques, tandis que traverser un pays de transit au sein de l'espace UEMOA augmente de 6% les coûts de transport, et que bitumer toutes les routes inter-Etat de l'Union induirait trois fois plus de commerce intra-UEMOA. Le chapitre 3 s'intéresse à la persistance des différences de développement au sein des accords régionaux entre pays en développement. Il montre que la géographie différenciée des pays du Sud membres d'un accord induit un impact asymétrique de celui-ci sur ses membres. Il s'agit d'un modèle stylisé de trois pays dont deux ayant conclu un accord régional. Les résultats obtenus par simulation montrent qu'une meilleure dotation en infrastructure d'un membre de l'accord régional lui permet d'attirer une plus grande part industrielle à mesure que les coûts de transport au sein de l'accord régional sont baissés, ce qui conduit à un développement inégal entre les membres. Si les niveaux d'infrastructure domestique de transport sont harmonisés au sein des pays membres de l'accord d'intégration, leurs parts industrielles peuvent converger au détriment des pays restés hors de l'union. Le chapitre 4 s'intéresse à des questions d'économie urbaine en étudiant comment l'interaction entre rendements croissants et coûts de transport détermine la localisation des activités et des travailleurs au sein d'un pays ou d'une région. Le modèle développé reproduit un fait stylisé observé à l'intérieur des centres métropolitains des USA: sur une période longue (1850-1990), on observe une spécialisation croissante des centres urbains et de leurs périphéries associée à une évolution croissante puis décroissante de la population des centres urbains par rapport à leurs périphéries. Ce résultat peut se transférer dans un contexte en développement avec une zone centrale et une zone périphérique: à mesure que l'accessibilité des régions s'améliore, ces régions se spécialiseront et la région principale, d'abord plus importante (en termes de nombre de travailleurs) va finir par se réduire à une taille identique à celle de la région périphérique.

Ex vivo detectable human CD8 T-cell responses to cancer-testis antigens.

Clinical trials have shown that strong tumor antigen-specific CD8 T-cell responses are difficult to induce but can be achieved for T-cells specific for melanoma differentiation antigens, upon repetitive vaccination with stable emulsions prepared with synthetic peptides and incomplete Freund's adjuvant. Here, we show in four melanoma patients that ex vivo detectable T-cells and thus strong T-cell responses can also be induced against the more universal cancer-testis antigens NY-ESO-1 and Mage-A10. Interestingly, all patients had ex vivo detectable T-cell responses against multiple antigens after serial vaccinations with three peptides emulsified in incomplete Freund's adjuvant. Antigen-specific T-cells displayed an activated phenotype and secreted IFNgamma. The robust immune responses provide a solid basis for further development of human T-cell vaccination.

A novel approach to characterize clonality and differentiation of human melanoma-specific T cell responses: spontaneous priming and efficient boosting by vaccination.

Despite major progress in T lymphocyte analysis in melanoma patients, TCR repertoire selection and kinetics in response to tumor Ags remain largely unexplored. In this study, using a novel ex vivo molecular-based approach at the single-cell level, we identified a single, naturally primed T cell clone that dominated the human CD8(+) T cell response to the Melan-A/MART-1 Ag. The dominant clone expressed a high-avidity TCR to cognate tumor Ag, efficiently killed tumor cells, and prevailed in the differentiated effector-memory T lymphocyte compartment. TCR sequencing also revealed that this particular clone arose at least 1 year before vaccination, displayed long-term persistence, and efficient homing to metastases. Remarkably, during concomitant vaccination over 3.5 years, the frequency of the pre-existing clone progressively increased, reaching up to 2.5% of the circulating CD8 pool while its effector functions were enhanced. In parallel, the disease stabilized, but subsequently progressed with loss of Melan-A expression by melanoma cells. Collectively, combined ex vivo analysis of T cell differentiation and clonality revealed for the first time a strong expansion of a tumor Ag-specific human T cell clone, comparable to protective virus-specific T cells. The observed successful boosting by peptide vaccination support further development of immunotherapy by including strategies to overcome immune escape.

Frequent cytolytic T-cell responses to peptide MAGE-A10(254-262) in melanoma.

MAGE genes encode tumor-specific shared antigens that are among the most interesting candidates for cancer vaccines. Despite extensive studies, however, CD8+ T-cell responses to MAGE-derived epitopes have been detected only occasionally in cancer patients, even after vaccination. In contrast with these findings, we report here that HLA-A2 melanoma patients respond frequently to the recently identified peptide MAGE-A10(254-262). Indeed, as assessed by staining with fluorescent HLA-A2/peptide MAGE-A10(254-262) tetramers, CD8+ T cells directed against this peptide were readily detectable in a large proportion of HLA-A2+ melanoma patients. These results provide new insight into the immunogenicity of MAGE antigens and underline the potential usefulness of MAGE-A10 peptide-based cancer vaccines.

Maintenance of polymorphism : a theoretical approach using multilocus systems

Résumé La thématique de cette thèse peut être résumée par le célèbre paradoxe de biologie évolutive sur le maintien du polymorphisme face à la sélection et par l'équation du changement de fréquence gamétique au cours du temps dû, à la sélection. La fréquence d'un gamète xi à la génération (t + 1) est: !!!Equation tronquée!!! Cette équation est utilisée pour générer des données utlisée tout au long de ce travail pour 2, 3 et 4 locus dialléliques. Le potentiel de l'avantage de l'hétérozygote pour le maintien du polymorphisme est le sujet de la première partie. La définition commune de l'avantage de l'hétérozygote n'etant applicable qu'a un locus ayant 2 allèles, cet avantage est redéfini pour un système multilocus sur les bases de précédentes études. En utilisant 5 définitions différentes de l'avantage de l'hétérozygote, je montre que cet avantage ne peut être un mécanisme général dans le maintien du polymorphisme sous sélection. L'étude de l'influence de locus non-détectés sur les processus évolutifs, seconde partie de cette thèse, est motivée par les travaux moléculaires ayant pour but de découvrir le nombre de locus codant pour un trait. La plupart de ces études sous-estiment le nombre de locus. Je montre que des locus non-détectés augmentent la probabilité d'observer du polymorphisme sous sélection. De plus, les conclusions sur les facteurs de maintien du polymorphisme peuvent être trompeuses si tous les locus ne sont pas détectés. Dans la troisième partie, je m'intéresse à la valeur attendue de variance additive après un goulot d'étranglement pour des traits sélectionés. Une études précédente montre que le niveau de variance additive après goulot d'étranglement augmente avec le nombre de loci. Je montre que le niveau de variance additive après un goulot d'étranglement augmente (comparé à des traits neutres), mais indépendamment du nombre de loci. Par contre, le taux de recombinaison a une forte influence, entre autre en regénérant les gamètes disparus suite au goulot d'étranglement. La dernière partie de ce travail de thèse décrit un programme pour le logiciel de statistique R. Ce programme permet d'itérer l'équation ci-dessus en variant les paramètres de sélection, recombinaison et de taille de populations pour 2, 3 et 4 locus dialléliques. Cette thèse montre qu'utiliser un système multilocus permet d'obtenir des résultats non-conformes à ceux issus de systèmes rnonolocus (la référence en génétique des populations). Ce programme ouvre donc d'intéressantes perspectives en génétique des populations. Abstract The subject of this PhD thesis can be summarized by one famous paradox of evolu-tionary biology: the maintenance of polymorphism in the face of selection, and one classical equation of theoretical population genetics: the changes in gametic frequencies due to selection and recombination. The frequency of gamete xi at generation (t + 1) is given by: !!! Truncated equation!!! This equation is used to generate data on selection at two, three, and four diallelic loci for the different parts of this work. The first part focuses on the potential of heterozygote advantage to maintain genetic polymorphism. Results of previous studies are used to (re)define heterozygote advantage for multilocus systems, since the classical definition is for one diallelic locus. I use 5 different definitions of heterozygote advantage. And for these five definitions, I show that heterozygote advantage is not a general mechanism for the maintenance of polymorphism. The study of the influence of undetected loci on evolutionary processes (second part of this work) is motivated by molecular works which aim at discovering the loci coding for a trait. For most of these works, some coding loci remains undetected. I show that undetected loci increases the probability of maintaining polymorphism under selection. In addition, conclusions about the factor that maintain polymorphism can be misleading if not all loci are considered. This is, therefore, only when all loci are detected that exact conclusions on the level of maintained polymorphism or on the factor(s) that maintain(s) polymorphism could be drawn. In the third part, the focus is on the expected release of additive genetic variance after bottleneck for selected traits. A previous study shows that the expected release of additive variance increases with an increase in the number of loci. I show that the expected release of additive variance after bottleneck increases for selected traits (compared with neutral), but this increase is not a function of the number of loci, but function of the recombination rate. Finally, the last part of this PhD thesis is a description of a package for the statistical software R that implements the Equation given above. It allows to generate data for different scenario regarding selection, recombination, and population size. This package opens perspectives for the theoretical population genetics that mainly focuses on one locus, while this work shows that increasing the number of loci leads not necessarily to straightforward results.