Perspectives et défis de la gestion durable du sous-sol en Suisse : analyse des droits de propriété et d'usages relatifs à l'espace souterrain et aux éléments physiques du sous-sol

La présente publication s'intéresse à un nouveau domaine de recherche des politiques environnementales. Elle se propose de théoriser et d'analyser le sous-sol comme une ressource naturelle potentiellement menacée. Le sous-sol suisse est depuis quelques années l'objet d'une forte intensification des demandes d'utilisation. Une pression démographique croissante s'exerce sur le Plateau, entrainant une augmentation du nombre d'infrastructures. Parallèlement, l'accroissement général de la valeur des terrains dans les villes pousse à une utilisation accrue de l'espace souterrain. Les progrès techniques rendent possible l'implantation d'infrastructures dans presque tous les contextes géologique. Enfin, la volonté politique et sociale de voir certains ouvrages ou substances, comme les déchets nucléaires, enterrés peut s'avérer déterminante. L'approche théorique privilégiée dans cette étude pour aborder le thème de la gestion durable de l'exploitation du sous-sol est celle, développée à l'IDHEAP, des « Régimes institutionnels de ressources » (RIR). Cette démarche se caractérise par sa volonté d'aborder la gestion d'une ressource de manière globale, en faisant fi des découpages territoriaux et institutionnels. Les résultats de l'analyse des juridictions cantonales et fédérales indiquent un risque clair de surexploitation de la ressource. En cause, le flou qui règne autour de la définition des droits de propriété du sous-sol et la faible coordination des politiques publiques concernées. L'étude se conclut sur une mise en perspective des possibilités de régulation qui s'offrent aux décideurs politiques, s'ils décident de prendre en charge le risque de surexploitation du sous-sol.

A step-by-step tutorial to use HierFstat to analyse populations hierarchically structured at multiple levels.

The populations of parasites and infectious agents are most of the time structured in complex hierarchy that lies beyond the classical nested design described by Wright's F-statistics (F(IS), F(ST) and F(IT)). In this note we propose a user-friendly step-by-step notice for using recent software (HierFstat) that computes and test fixation indices for any hierarchical structure. We add some tricks and tips for some special data kind (haploid, single locus), some other procedure (bootstrap over loci) and how to handle crossed factors.

Influence of physico-chemical material characteristics on staphylococcal biofilm formation--a qualitative and quantitative in vitro analysis of five different calcium phosphate bone grafts.

Various compositions of synthetic calcium phosphates (CaP) have been proposed and their use has considerably increased over the past decades. Besides differences in physico-chemical properties, resorption and osseointegration, artificial CaP bone graft might differ in their resistance against biofilm formation. We investigated standardised cylinders of 5 different CaP bone grafts (cyclOS, chronOS (both β-TCP (tricalcium phosphate)), dicalcium phosphate (DCP), calcium-deficient hydroxyapatite (CDHA) and α-TCP). Various physico-chemical characterisations e.g., geometrical density, porosity, and specific surface area were investigated. Biofilm formation was carried out in tryptic soy broth (TSB) and human serum (SE) using Staphylococcus aureus (ATCC 29213) and S. epidermidis RP62A (ATCC 35984). The amount of biofilm was analysed by an established protocol using sonication and microcalorimetry. Physico-chemical characterisation showed marked differences concerning macro- and micropore size, specific surface area and porosity accessible to bacteria between the 5 scaffolds. Biofilm formation was found on all scaffolds and was comparable for α-TCP, chronOS, CDHA and DCP at corresponding time points when the scaffolds were incubated with the same germ and/or growth media, but much lower for cyclOS. This is peculiar because cyclOS had an intermediate porosity, mean pore size, specific surface area, and porosity accessible to bacteria. Our results suggest that biofilm formation is not influenced by a single physico-chemical parameter alone but is a multi-step process influenced by several factors in parallel. Transfer from in vitro data to clinical situations is difficult; thus, advocating the use of cyclOS scaffolds over the four other CaP bone grafts in clinical situations with a high risk of infection cannot be clearly supported based on our data.

Effects of long-term averaging of quantitative blood pressure traits on the detection of genetic associations.

Blood pressure (BP) is a heritable, quantitative trait with intraindividual variability and susceptibility to measurement error. Genetic studies of BP generally use single-visit measurements and thus cannot remove variability occurring over months or years. We leveraged the idea that averaging BP measured across time would improve phenotypic accuracy and thereby increase statistical power to detect genetic associations. We studied systolic BP (SBP), diastolic BP (DBP), mean arterial pressure (MAP), and pulse pressure (PP) averaged over multiple years in 46,629 individuals of European ancestry. We identified 39 trait-variant associations across 19 independent loci (p < 5 × 10(-8)); five associations (in four loci) uniquely identified by our LTA analyses included those of SBP and MAP at 2p23 (rs1275988, near KCNK3), DBP at 2q11.2 (rs7599598, in FER1L5), and PP at 6p21 (rs10948071, near CRIP3) and 7p13 (rs2949837, near IGFBP3). Replication analyses conducted in cohorts with single-visit BP data showed positive replication of associations and a nominal association (p < 0.05). We estimated a 20% gain in statistical power with long-term average (LTA) as compared to single-visit BP association studies. Using LTA analysis, we identified genetic loci influencing BP. LTA might be one way of increasing the power of genetic associations for continuous traits in extant samples for other phenotypes that are measured serially over time.

Effect of oral calcium carbonate on aortic calcification in apolipoprotein E-deficient (apoE-/-) mice with chronic renal failure.

BACKGROUND: In chronic kidney disease (CKD) patients, the intake of calcium-based phosphate binders is associated with a marked progression of coronary artery and aortic calcification, in contrast to patients receiving calcium-free phosphate binders. The aim of this study was to reexamine the role of calcium carbonate in vascular calcification and to analyse its effect on aortic calcification-related gene expression in chronic renal failure (CRF). METHODS: Mice deficient in apolipoprotein E underwent either sham operation or subtotal nephrectomy to create CRF. They were then randomly assigned to one of the three following groups: a control non-CRF group and a CRF group fed on standard diet, and a CRF group fed on calcium carbonate enriched diet, for a period of 8 weeks. Aortic atherosclerotic plaque and calcification were evaluated using quantitative morphologic image processing. Aortic gene and protein expression was examined using immunohistochemistry and Q-PCR methods. RESULTS: Calcium carbonate supplementation was effective in decreasing serum phosphorus but was associated with a higher serum calcium concentration. Compared with standard diet, calcium carbonate enriched diet unexpectedly induced a significant decrease of both plaque (p<0.05) and non-plaque-associated calcification surface (p<0.05) in CRF mice. It also increased osteopontin (OPN) protein expression in atherosclerotic lesion areas of aortic root. There was also a numerical increase in OPN and osteoprotegerin gene expression in total thoracic aorta but the difference did not reach the level of significance. Finally, calcium carbonate did not change the severity of atherosclerotic lesions. CONCLUSION: In this experimental model of CRF, calcium carbonate supplementation did not accelerate but instead decreased vascular calcification. If our observation can be extrapolated to humans, it appears to question the contention that calcium carbonate supplementation, at least when given in moderate amounts, necessarily enhances vascular calcification. It is also compatible with the hypothesis of a preponderant role of phosphorus over that of calcium in promoting vascular calcification in CRF.

Analyse de modèles murins adultes de régénération cardiaque

Résumé Le mammifère adulte possède des capacités de régénération tissulaire beaucoup plus limitées que celles des mammifères à l'âge foetal, ou d'autres vertébrés adultes comme les amphibiens urodèles et anuriens. Le mode de réparation tissulaire généralement utilisé par le mammifère adulte est la cicatrisation. Celle-ci suit un déroulement physio-pathologique très reproductible, qui a été le mieux décrit dans la peau, mais est également applicable à d'autres tissus comme le coeur en cas d'infarctus. Toutefois, le coeur de mammifère adulte semble posséder un certain potentiel régénérateur, bien qu'insuffisant pour réparer une lésion d'infarctus; en particulier, il contient des populations de cellules exprimant des marqueurs de surface des cellules souches hématopoiétiques comme l'antigène de cellules souches (stem cell antigen; Sca-1) ou le récepteur pour le facteur de cellules souches (stem cell factor; SCF), c-kit. Le comportement de ces cellules ressemble à de nombreux égards à celui de cellules souches adultes résidentes. D'autre part, un modèle mammifère adulte de régénération tissulaire, la souris NIRL, a été décrit ,récemment ; si cette souris répare. l'infarctus ischémique du ventricule gauche par cicatrisation, elle est par contre capable de régénérer complètement le myocarde après cryoinfarctus du ventricule droit, sans former la moindre cicatrice. Le but de cette thèse a été l'exploration par différentes approches des potentiels régénérateurs cardiaques après infarctus chez le mammifère adulte. La première approche choisie a été l'étude de la régénération myocardique chez la souris MRL. Il s'agissait de comprendre pourquoi la souris MRL régénère le coeur après cryoinfarctus du ventricule droit, et pas après infarctus ischémique du ventricule gauche, ainsi que d'élucider les mécanismes à la base de la régénération cardiaque chez cette souris. En utilisant le protocole original d'infarctus cryogénique du ventricule droit, nous n'avons pas observé de régénération cardiaque chez la souris MRL, qui a réparé l'infarctus par cicatrisation.- Nous avons ensuite modifié la sévérité du stimulus cryogénique, la localisation de la lésion cardiaque, et le type de lésion lui-même (infarctus ischémique induit par ligature coronarienne). En théorie, ces aspects expérimentaux sont les principaux facteurs pouvant influencer la réparation tissulaire. En utilisant cinq protocoles expérimentaux différents, nous n'avons pas observé de régénération cardiaque chez la souris MRL. Nous avons également analysé la prolifération cellulaire dans trois régions différentes du coeur à 15 et 40 jours après infarctus, et n'avons pas observé de différence entre la souris MRL et la souris contrôle C57B1/6. Quant à la composition en collagène de la cicatrice, elle est la même chez les deux souches de souris. Nos résultats ne peuvent donc pas confirmer la validité de ce modèle marin de régénération cardiaque récemment publié. Nous nous sommes alors tournés vers une deuxième approche d'étude du potentiel régénérateur du coeur de mammifère adulte, celle des cellules souches adultes résidentes. Nous avons isolé et purifié la population de cellules cardiaques qui expriment le marqueur de surface Sca-1 ;nous les avons maintenues en cultures pendant plusieurs dizaines de passages, et les avons ré-injectées dans le myocarde. Cette deuxième approche .ouvre la voie à l'étude de cellules souches cardiaques adultes candidates, ainsi qu'à la thérapie cellulaire de l'infarctus du myocarde. Summary Adult mammals possess limited tissue regeneration capacities as compared to foetal mammals or other adult vertebrates such as anurian and urodele amphibians. Usually, adult mammals heal tissues by scarring. The process of scarring is characterized by physiopathological events which have been best studied in skin; but which also occur in other organs like the heart. Nevertheless, the adult mammalian heart seems to possess a certain regenerative potential, though insufficient to efficiently repair infarct lesions. It indeed contains cell populations expressing haematopoietic stem cell surface markers such as Scat or c-kit. These cells behave in many ways like resident adult. stem cells. On the other hand; an adult mammalian model of tissue regeneration, the MRL mouse, has been recently described; although this mouse repairs an ischemic infarct of the left ventricle by scarring, it is able of fully regenerating a cryoinfarction of the right ventricle without scanning . The goal of this thesis was to explore the regenerative potential of the adult mammalian heart after infarction by using different approaches. A first approach was to study the myocardial regeneration in the MRL mouse. It was about understanding why this mouse regenerates a right ventricular cryoinfarction and not an ischemic infarction of the left ventricle, as well as elucidating the mechanisms underlying myocardial regeneration in this model. By using the original protocol of right ventricular cryoinfarction, we did not observe any heart regeneration in the MRL mouse, which healed the infarct by scarring. We then modified the intensity of the cryogenic stimulus, the site of lesion, and -the type of lesion itself (ischemic infarction by coronary artery ligation). In theory, these experimental aspects are the main factors likely to influence tissue repair. Although. we used five different protocols, we did not observe any regeneration in the MRL mouse. We also analysed cell proliferation in three different regions of the heart, at 15 and 40 days after infarction, and did not see any difference between the MRL and C57B1/6 mouse. Collagen content of the scar was shown to be the same in both strains. Our results cannot confirm the validity of this recently published model. We then chose another way to study the adult mammalian heart regenerative potential, by taking the adult resident stem cells approach. We isolated and purified a cardiac cell population expressing the Sca-1 surface marker; we kept these cells in culture for over 30 passages, and re-injected them into the myocardium. This second approach opens the way to candidate adult cardiac stem cell study, as well as cell therapy.