Post-detection analysis for grating-based ultra-small angle X-ray scattering.

Until recently, the hard X-ray, phase-sensitive imaging technique called grating interferometry was thought to provide information only in real space. However, by utilizing an alternative approach to data analysis we demonstrated that the angular resolved ultra-small angle X-ray scattering distribution can be retrieved from experimental data. Thus, reciprocal space information is accessible by grating interferometry in addition to real space. Naturally, the quality of the retrieved data strongly depends on the performance of the employed analysis procedure, which involves deconvolution of periodic and noisy data in this context. The aim of this article is to compare several deconvolution algorithms to retrieve the ultra-small angle X-ray scattering distribution in grating interferometry. We quantitatively compare the performance of three deconvolution procedures (i.e., Wiener, iterative Wiener and Lucy-Richardson) in case of realistically modeled, noisy and periodic input data. The simulations showed that the algorithm of Lucy-Richardson is the more reliable and more efficient as a function of the characteristics of the signals in the given context. The availability of a reliable data analysis procedure is essential for future developments in grating interferometry.

Intravenous thrombolysis in patients with stroke attributable to small artery occlusion.

BACKGROUND: Intravenous thrombolysis (IVT) for stroke seems to be beneficial independent of the underlying etiology. Recent observations raised concern that IVT might cause harm in patients with strokes attributable to small artery occlusion (SAO). OBJECTIVE: The safety of IVT in SAO-patients is addressed in this study. METHODS: We used the Swiss IVT databank to compare outcome and complications of IVT-treated SAO-patients with IVT-treated patients with other etiologies (non-SAO-patients). Main outcome and complication measures were independence (modified Rankin scale <or=2) at 3 months, intracranial hemorrhage (ICH), and recurrent ischaemic stroke. RESULTS: Sixty-five (6.2%) of 1048 IVT-treated patients had SAO. Amongst SAO-patients, 1.5% (1/65) patients died, compared to 11.2% (110/983) in the non-SAO-group (P = 0.014). SAO-patients reached independence more often than non-SAO-patients (75.4% versus 58.9%; OR 2.14 (95% CI 1.20-3.81; P = 0.001). This association became insignificant after adjustment for age, gender, and stroke severity (OR 1.41 95% CI 0.713-2.788; P = 0.32). Glucose level and (to some degree) stroke severity but not age predicted 3-month-independence in IVT-treated SAO-patients. ICHs (all/symptomatic) were similar in SAO- (12.3%/4.6%) and non-SAO-patients (13.4%/5.3%; P > 0.8). Fatal ICH occurred in 3.3% of the non-SAO-patients but none amongst SAO-patients. Ischaemic stroke within 3 months after IVT reoccurred in 1.5% of SAO-patients and in 2.3% of non-SAO-patients (P = 0.68). CONCLUSION: IVT-treated SAO-patients died less often and reached independence more often than IVT-treated non-SAO-patients. However, the variable 'SAO' was a dependent rather than an independent outcome predictor. The absence of an excess in ICH indicates that IVT seems not to be harmful in SAO-patients.

A Small Baseline DIFSAR Approach for Investigating Deformations on Full Resolution SAR Interferograms

This paper presents a differential synthetic apertureradar (SAR) interferometry (DIFSAR) approach for investigatingdeformation phenomena on full-resolution DIFSAR interferograms.In particular, our algorithm extends the capabilityof the small-baseline subset (SBAS) technique that relies onsmall-baseline DIFSAR interferograms only and is mainly focusedon investigating large-scale deformations with spatial resolutionsof about 100 100 m. The proposed technique is implemented byusing two different sets of data generated at low (multilook data)and full (single-look data) spatial resolution, respectively. Theformer is used to identify and estimate, via the conventional SBAStechnique, large spatial scale deformation patterns, topographicerrors in the available digital elevation model, and possibleatmospheric phase artifacts; the latter allows us to detect, onthe full-resolution residual phase components, structures highlycoherent over time (buildings, rocks, lava, structures, etc.), as wellas their height and displacements. In particular, the estimation ofthe temporal evolution of these local deformations is easily implementedby applying the singular value decomposition technique.The proposed algorithm has been tested with data acquired by theEuropean Remote Sensing satellites relative to the Campania area(Italy) and validated by using geodetic measurements.

Small RNA as global regulator of carbon catabolite repression in Pseudomonas aeruginosa.

In the metabolically versatile bacterium Pseudomonas aeruginosa, the RNA-binding protein Crc is involved in catabolite repression of a range of degradative genes, such as amiE (encoding aliphatic amidase). We found that a CA-rich sequence (termed CA motif) in the amiE translation initiation region was important for Crc binding. The small RNA CrcZ (407 nt) containing 5 CA motifs was able to bind the Crc protein with high affinity and to remove it from amiE mRNA in vitro. Overexpression of crcZ relieved catabolite repression in vivo, whereas a crcZ mutation pleiotropically prevented the utilization of several carbon sources. The sigma factor RpoN and the CbrA/CbrB two-component system, which is known to maintain a healthy carbon-nitrogen balance, were necessary for crcZ expression. During growth on succinate, a preferred carbon source, CrcZ expression was low, resulting in catabolite repression of amiE and other genes under Crc control. By contrast, during growth on mannitol, a poor carbon source, elevated CrcZ levels correlated with relief of catabolite repression. During growth on glucose, an intermediate carbon source, CrcZ levels and amiE expression were intermediate between those observed in succinate and mannitol media. Thus, the CbrA-CbrB-CrcZ-Crc system allows the bacterium to adapt differentially to various carbon sources. This cascade also regulated the expression of the xylS (benR) gene, which encodes a transcriptional regulator involved in benzoate degradation, in an analogous way, confirming this cascade's global role.

First international workshop for small animal arthroscopy : matkakertomus

Jarmo Rintasalo, Pentti Tapio

Adiposity in children born small for gestational age.

Epidemiological studies indicate that children born small for gestational age (SGA) have an increased risk of metabolic and cardiovascular disorders as adults. This suggests that foetal undernutrition leads to permanent metabolic alterations, which predispose to metabolic abnormalities upon exposure to environmental factors such as low physical activity and/or high-energy intake in later life (thrifty phenotype hypothesis). However, this relationship is not restricted to foetal undernutrition or intrauterine growth retardation, but is also found for children born premature, or for high birth weight children. Furthermore, early post-natal nutrition, and more specifically catch-up growth, appear to modulate cardiovascular risk as well. Intrauterine growth retardation can be induced in animal models by energy/protein restriction, or ligation of uterine arteries. In such models, altered glucose homeostasis, including low beta-cell mass, low insulin secretion and insulin resistance is observed after a few weeks of age. In humans, several studies have confirmed that children born SGA have insulin resistance as adolescents and young adults. Alterations of glucose homeostasis and increased lipid oxidation can indeed be observed already in non-diabetic children born SGA at early pubertal stages. These children also have alterations of stature and changes in body composition (increased fat mass), which may contribute to the pathogenesis of insulin resistance. Permanent metabolic changes induced by foetal/early neonatal nutrition (metabolic inprinting) may involve modulation of gene expression through DNA methylation, or alterations of organ structure. It is also possible that events occurring during foetal/neonatal development lead to long-lasting alterations of the hypothalamo-pituitary-adrenal axis or the hypothalamo-pituitary-insulin-like growth factor-1 axis.

New insights into the role of microRNAs in pancreatic ß-cell maturation and plasticity

Le diabète est une maladie chronique caractérisée par une élévation du taux de sucre dans le sang aussi appelé « glycémie » reflétant un état pathologique. L'élévation de la glycémie au long cours a des répercussions délétères sur nombreux de nos tissus et organes d'où l'apparition de complications sévères chez les sujets diabétiques pouvant atteindre les yeux, les reins, le système nerveux, le système cardiovasculaire et les membres inférieurs. La carence en une hormone essentielle à notre organisme, l'insuline, est au coeur du développement de la maladie. L'insuline induit la captation du glucose circulant dans le sang en excès suite à une prise alimentaire riche en glucides et favorise son utilisation et éventuellement son stockage dans les tissus tels que le foie, le tissu adipeux et les muscles. Ainsi, l'insuline est vitale pour réguler et maintenir stable notre niveau de glycémie. Les cellules bêta du pancréas sont les seules entités de notre corps capables de produire de l'insuline et une perte de fonctionnalité associée à leur destruction ont été mises en cause dans le processus pathologique du diabète de type 2. Cependant la pleine fonctionnalité et la maturation des cellules bêta n'apparaissent qu'après la naissance lorsque le pancréas en développement a atteint sa masse adulte définitive. Enfin, une fois la masse des cellules bêta définitive établie, leur nombre et volume restent relativement constants au cours de la vie adulte chez un sujet sain. Néanmoins, au cours de périodes critiques les besoins en insuline sont augmentés tel qu'observé chez les femmes enceintes et les personnes obèses qui ont une perte de sensibilité à l'insuline qui se traduit par la nécessité de sécréter plus d'insuline afin de maintenir une glycémie normale. Dans l'hypothèse où la compensation n'a pas lieu ou n'est pas aboutie, le diabète se développe. Le processus de maturation postnatale ainsi que les événements compensatoires sont donc des étapes essentielles et de nombreuses questions sont encore non résolues concernant l'identification des mécanismes les régulant. Parmi les acteurs potentiels figurent de petites molécules d'ARN découvertes récemment appelées microARNs et qui ont été rapidement suggérées très prometteuses dans l'identification de nouvelles cibles thérapeutiques dans le cadre du diabète et d'autres pathologies. Les microARNs vont réguler l'expression de notre génome sans en modifier la séquence, phénomène également appelé épigénétique, ce qui résulte en des différences de comportement et de fonction cellulaires. Les microARNs sont donc susceptibles de jouer un rôle clé dans l'ensemble des processus biologiques et notre environnement associé à nos prédispositions génétiques peuvent grandement modifier leur niveau et donc leur action, qui à son tour se répercutera sur notre état physiologique. En effet nous avons identifié des changements de microARNs dans les cellules d'îlots pancréatiques de modèles animaux (rats et souris) associés à un état de résistance à l'insuline (grossesse et obésité). Par le biais d'expériences in vitro sur des cellules bêta extraites de rats et conservées en culture, nous avons pu analyser de plus près l'implication des microARNs dans la capacité des cellules bêta à sécréter de l'insuline mais aussi à se multiplier et à survivre au sein d'un environnement toxique. Ainsi, nous avons identifié des microARNs qui participent positivement à la compensation des cellules bêta, sous la direction d'hormones telles les estrogènes ou d'une hormone libérée par l'intestin au cours de la digestion (l'inerétine GLP1) et qui est largement utilisée comme agent thérapeutique dans la médication contre le diabète. Dans un second temps nous avons utilisé une stratégie similaire afin de déterminer le rôle de microARNs préalablement détectés comme étant changés au cours du développement postnatal des cellules bêta chez le rat. Cette étude a également mené à l'identification de microARNs participant à la maturation et à l'expansion de la masse des cellules bêta sous l'influence de la composition du régime alimentaire et des besoins en insuline adéquats qui en dépendent. Ces études apportent la vision de nouveaux mécanismes moléculaires impliquant les microARNs et démontrant leur importance pour le bon fonctionnement des cellules bêta et leur capacité d'adaptation à l'environnement. -- Les cellules bêta sont une composante des îlots pancréatiques de Langerhans et sont des cellules hautement différenciées qui ont l'unique capacité de sécréter de l'insuline sous l'influence des nutriments suite à une prise alimentaire. L'insuline facilite l'incorporation de glucose dans ses tissus cibles tels le foie, le tissu adipeux et les muscles. Bien que les besoins en insuline soient relativement constants au cours de la vie d'un individu sain, certaines conditions associées à un état de résistance à l'insuline, telles la grossesse ou l'obésité, requièrent une libération d'insuline majorée. En cas de résistance à l'insuline, une dysfonction des cellules bêta plus ou moins associée à leur mort cellulaire, conduisent à une sécrétion d'insuline insuffisante et au développement d'une hyperglycémie chronique, caractéristique du diabète de type 2. Jusqu'à présent, les mécanismes moléculaires sous- jacents à la compensation des cellules bêta ou encore menant à leur dysfonction restent peu connus. Découverts récemment, les petits ARNs non-codant appelés microARNs (miARNs), suscitent un intérêt grandissant de par leur potentiel thérapeutique pour la prise en charge et le traitement du diabète. Les miARNs sont de puissants régulateurs de l'expression génique qui lient directement le 3'UTR de leurs ARN messagers cibles afin d'inhiber leur traduction ou d'induire leur dégradation, ce qui leur permet de contrôler des fonctions biologiques multiples. Ainsi, nous avons pris pour hypothèse que les miARNs pourraient jouer un rôle essentiel en maintenant la fonction des cellules bêta et des processus compensatoires afin de prévenir le développement du diabète. Lors d'une première étude, une analyse transcriptomique a permis l'identification de miARNs différemment exprimés au sein d'îlots pancréatiques de rattes gestantes. Parmi eux, le miR-338-3p a démontré la capacité de promouvoir la prolifération et la survie des cellules bêta exposées à des acides gras saturés et des cytokines pro-inflammatoires, sans altérer leur propriété sécrétrice d'insuline. Nous avons également identifié deux hormones reconnues pour leurs propriétés bénéfiques pour la physiologie de la cellule bêta, l'estradiol et l'incrétine GLP1, qui régulent les niveaux du miR-338-3p. Ce miARN intègre parfaitement les voies de signalisation de ces deux hormones dépendantes de l'AMP cyclique, afin de contrôler l'expression de nombreux gènes conduisant à son action biologique. Dans un projet ultérieur, notre objectif était de déterminer la contribution de miARNs dans l'acquisition de l'identité fonctionnelle des cellules bêta en période postnatale. En effet, directement après la naissance les cellules bêta sont reconnues pour être encore immatures et incapables de sécréter de l'insuline spécifiquement en réponse à l'élévation de la glycémie. Au contraire, la réponse insulinique induite par les acides aminés ainsi que la biosynthèse d'insuline sont déjà fonctionnelles. Nos recherches ont permis de montrer que les changements de miARNs corrélés avec l'apparition du phénotype sécrétoire en réponse au glucose, sont régis par la composition nutritionnelle du régime alimentaire et des besoins en insuline qui en découlent. En parallèle, le taux de prolifération des cellules bêta est considérablement réduit. Les miARNs que nous avons étudiés coordonnent des changements d'expression de gènes clés impliqués dans l'acquisition de propriétés vitales de la cellule bêta et dans la maintenancé de son identité propre. Enfin, ces études ont permis de clairement démontrer l'importance des miARNs dans la régulation de la fonction des cellules bêta pancréatiques. -- Beta-cells are highly differentiated cells localized in the pancreatic islets and are characterized by the unique property of secreting insulin in response to nutrient stimulation after meal intake. Insulin is then in charge of facilitating glucose uptake by insulin target tissues such as liver, adipose tissue and muscles. Despite insulin needs stay more or less constant throughout life of healthy individuals, there are circumstances such as during pregnancy or obesity which are associated to insulin resistance, where insulin needs are increased. In this context, defects in beta-cell function, sometimes associated with beta-cell loss, may result in the release of inappropriate amounts of insulin leading to chronic hyperglycemia, properly defined as type 2 diabetes mellitus. So far, the mechanisms underlying beta- cell compensation as well as beta-cell failure remain to be established. The recently discovered small non-coding RNAs called microRNAs (miRNAs) are emerging as interesting therapeutic targets and are bringing new hope for the treatment of diabetes. miRNAs display a massive potential in regulating gene expression by directly binding to the 3'UTR of messenger RNAs and by inhibiting their translation and/or stability, enabling them to modify a wide range of biological functions. In view of this, we hypothesized that miRNAs may play an essential role in preserving the functional beta-cell mass and permitting to fight against beta-cell exhaustion and decompensation that can lead to diabetes development. In a first study, global profiling in pancreatic islets of pregnant rats, a model of insulin resistance, led to the identification of a set of differentially expressed miRNAs. Among them, miR-338- 3p was found to promote beta-cell proliferation and survival upon exposure of islet cells to pro- apoptotic stimuli such as saturated fatty acids or pro-inflammatory cytokines, without impairment in their capacity to release insulin. We also discovered that miR-338-3p changes are driven by two hormones, the estradiol and the incretin GLP1, both well known for their beneficial impact on beta- cell physiology. Consistently, we found that miR-338-3p integrates the cAMP-dependent signaling pathways regulated by these two hormones in order to control the expression of numerous genes and execute its biological functions. In a second project, we aimed at determining whether miRNAs contribute to the acquisition of beta-cell identity. Indeed, we confirmed that right after birth beta-cells are still immature and are unable to secrete insulin specifically in response to elevated concentrations of glucose. In contrast, amino acid-stimulated insulin release as well as insulin biosynthesis are already fully functional. In parallel, newborn beta-cells are proliferating intensively within the expanding pancreas. Interestingly, we demonstrated that the miRNA changes and the subsequent acquisition of glucose responsiveness is influenced by the diet composition and the resulting insulin needs. At the same time, beta-cell proliferation declines. The miRNAs that we have identified orchestrate expression changes of essential genes involved in the acquisition of specific beta-cell properties and in the maintenance of a mature beta-cell identity. Altogether, these studies clearly demonstrate that miRNAs play important roles in the regulation of beta-cell function.

Targeted Small Business Link

Fall 2009, Volume 2, Number 4

Small scale underwater change detection

In this paper, we present a method to deal with the constraints of the underwater medium for finding changes between sequences of underwater images. One of the main problems of underwater medium for automatically detecting changes is the low altitude of the camera when taking pictures. This emphasise the parallax effect between the images as they are not taken exactly at the same position. In order to solve this problem, we are geometrically registering the images together taking into account the relief of the scene

Small dense lipoproteins, apolipoprotein B, and risk of coronary events in HIV-infected patients on antiretroviral therapy: the Swiss HIV Cohort Study.

OBJECTIVES: HIV infection and exposure to certain antiretroviral drugs is associated with dyslipidemia and increased risk for coronary events. Whether this risk is mediated by highly atherogenic lipoproteins is unclear. We investigated the association of highly atherogenic small dense low-density lipoproteins (LDLs) and apolipoprotein B and coronary events in HIV-infected individuals receiving antiretroviral therapy. METHODS: We conducted a case-control study nested into the Swiss HIV Cohort Study to investigate the association of small dense LDL and apolipoprotein B and coronary events in 98 antiretroviral drug-treated patients with a first coronary event (19 fatal and 79 nonfatal coronary events with 53 definite and 15 possible myocardial infarctions, 11 angioplasties or bypasses) and 393 treated controls matched for age, gender, and smoking status. Lipids were measured by ultracentrifugation. RESULTS: In models including cholesterol, triglycerides, high-density lipoprotein cholesterol, blood pressure, central obesity, diabetes, and family history, there was an independent association between small dense LDL and coronary events [odds ratio (OR) for 1 mg/dL increase: 1.06, 95% confidence interval (CI): 1.00 to 1.11] and apolipoprotein B (OR for 10 mg/dL increase: 1.16, 95% CI: 1.02 to 1.32). When adding HIV and antiretroviral therapy-related variables, ORs were 1.04 (95% CI: 0.99 to 1.10) for small dense LDL and 1.13 (95% CI: 0.99 to 1.30) for apolipoprotein B. In both models, blood pressure and HIV viral load was independently associated with the odds for coronary events. CONCLUSIONS: HIV-infected patients receiving antiretroviral therapy with elevate small dense LDL and apolipoprotein B are at increased risk for coronary events as are patients without sustained HIV suppression.

Targeted Small Business Link, March 2010, Vol. 3, no. 1

Targeted Small Business News from the Business Development Division of the Iowa Department of Economic Development