Entre cahiers et biberons : les enjeux de la conciliation études/famille des mères adolescentes au Gabon

Ce travail de recherche s’est intéressé aux mères adolescentes du Gabon, pays d’Afrique Centrale. S’inscrivant en faux contre l’idée préconçue selon laquelle les grossesses à l’adolescence conduisent inéluctablement au décrochage scolaire, les résultats de recherche présentés dans ce document rendent plutôt compte d’expériences inverses, à savoir celles des mères adolescentes qui parviennent à persévérer dans leurs études. Le présent mémoire vise à comprendre et à analyser le vécu des jeunes filles mères scolarisées. Il questionne le parcours de vie de ces « mamans ados » et conséquemment les mécanismes qui leur permettent de concilier études et maternité. La démarche repose sur une méthode qualitative. Des entretiens semi-directifs auprès de 18 jeunes filles mères scolarisées ont été conduits à Libreville, capitale gabonaise. Les jeunes filles rencontrées étaient âgées de 15 à 19 ans. Les entrevues ont été enregistrées et retranscrites. Quels sont les facteurs favorisant la conciliation études/maternité chez les jeunes filles ? Nos données ont permis de mettre en évidence quatre facteurs cruciaux à cet égard. Ces facteurs sont premièrement, une capacité d’organisation et un degré d’auto-responsabilisation très poussés chez ces jeunes filles ; deuxièmement, l’activation d’un soutien important de la part du réseau familial ; troisièmement, une implication et des aides importantes apportées par le père de l’enfant ; enfin, une valorisation affirmée de l’éducation de la part des parents de la jeune mère. Il ressort aussi de nos analyses que moyennant au moins l’un, sinon plusieurs, de ces facteurs, les jeunes mères adolescentes à Libreville parviennent à mener de front études et maternité. Cela veut dire que le décrochage scolaire chez les mères adolescentes n’est pas une fatalité si des formes d’accompagnement et de soutien existent.

Role of the cotransporter KCC2 in cortical excitatory synapse development and febrile seizure susceptibility

Le co-transporteur KCC2 spécifique au potassium et chlore a pour rôle principal de réduire la concentration intracellulaire de chlore, entraînant l’hyperpolarisation des courants GABAergic l’autorisant ainsi à devenir inhibiteur dans le cerveau mature. De plus, il est aussi impliqué dans le développement des synapses excitatrices, nommées aussi les épines dendritiques. Le but de notre projet est d’étudier l’effet des modifications concernant l'expression et la fonction de KCC2 dans le cortex du cerveau en développement dans un contexte de convulsions précoces. Les convulsions fébriles affectent environ 5% des enfants, et ce dès la première année de vie. Les enfants atteints de convulsions fébriles prolongées et atypiques sont plus susceptibles à développer l’épilepsie. De plus, la présence d’une malformation cérébrale prédispose au développement de convulsions fébriles atypiques, et d’épilepsie du lobe temporal. Ceci suggère que ces pathologies néonatales peuvent altérer le développement des circuits neuronaux irréversiblement. Cependant, les mécanismes qui sous-tendent ces effets ne sont pas encore compris. Nous avons pour but de comprendre l'impact des altérations de KCC2 sur la survenue des convulsions et dans la formation des épines dendritiques. Nous avons étudié KCC2 dans un modèle animal de convulsions précédemment validé, qui combine une lésion corticale à P1 (premier jour de vie postnatale), suivie d'une convulsion induite par hyperthermie à P10 (nommés rats LHS). À la suite de ces insultes, 86% des rats mâles LHS développent l’épilepsie à l’âge adulte, au même titre que des troubles d’apprentissage. À P20, ces animaux presentent une augmentation de l'expression de KCC2 associée à une hyperpolarisation du potentiel de réversion de GABA. De plus, nous avons observé des réductions dans la taille des épines dendritiques et l'amplitude des courants post-synaptiques excitateurs miniatures, ainsi qu’un déficit de mémoire spatial, et ce avant le développement des convulsions spontanées. Dans le but de rétablir les déficits observés chez les rats LHS, nous avons alors réalisé un knock-down de KCC2 par shARN spécifique par électroporation in utero. Nos résultats ont montré une diminution de la susceptibilité aux convulsions due à la lésion corticale, ainsi qu'une restauration de la taille des épines. Ainsi, l’augmentation de KCC2 à la suite d'une convulsion précoce, augmente la susceptibilité aux convulsions modifiant la morphologie des épines dendritiques, probable facteur contribuant à l’atrophie de l’hippocampe et l’occurrence des déficits cognitifs. Le deuxième objectif a été d'inspecter l’effet de la surexpression précoce de KCC2 dans le développement des épines dendritiques de l’hippocampe. Nous avons ainsi surexprimé KCC2 aussi bien in vitro dans des cultures organotypiques d’hippocampe, qu' in vivo par électroporation in utero. À l'inverse des résultats publiés dans le cortex, nous avons observé une diminution de la densité d’épines dendritiques et une augmentation de la taille des épines. Afin de confirmer la spécificité du rôle de KCC2 face à la région néocorticale étudiée, nous avons surexprimé KCC2 dans le cortex par électroporation in utero. Cette manipulation a eu pour conséquences d’augmenter la densité et la longueur des épines synaptiques de l’arbre dendritique des cellules glutamatergiques. En conséquent, ces résultats ont démontré pour la première fois, que les modifications de l’expression de KCC2 sont spécifiques à la région affectée. Ceci souligne les obstacles auxquels nous faisons face dans le développement de thérapie adéquat pour l’épilepsie ayant pour but de moduler l’expression de KCC2 de façon spécifique.

The role of mechanistic target of rapamycin (mTOR) pathway and synaptic protein GABAA-R in cortical GABAergic cell connectivity

Quelque 30 % de la population neuronale du cortex mammalien est composée d’une population très hétérogène d’interneurones GABAergiques. Ces interneurones diffèrent quant à leur morphologie, leur expression génique, leurs propriétés électrophysiologiques et leurs cibles subcellulaires, formant une riche diversité. Après leur naissance dans les éminences ganglioniques, ces cellules migrent vers les différentes couches corticales. Les interneurones GABAergiques corticaux exprimant la parvalbumin (PV), lesquels constituent le sous-type majeur des interneurones GABAergiques, ciblent spécifiquement le soma et les dendrites proximales des neurones principaux et des neurones PV+. Ces interneurones sont nommés cellules à panier (Basket Cells –BCs) en raison de la complexité morphologique de leur axone. La maturation de la connectivité distincte des BCs PV+, caractérisée par une augmentation de la complexité de l’axone et de la densité synaptique, se déroule graduellement chez la souris juvénile. Des travaux précédents ont commencé à élucider les mécanismes contrôlant ce processus de maturation, identifiant des facteurs génétiques, l’activité neuronale ainsi que l’expérience sensorielle. Cette augmentation marquante de la complexité axonale et de la synaptogénèse durant cette phase de maturation suggère la nécessité d’une synthèse de protéines élevée. La voie de signalisation de la cible mécanistique de la rapamycine (Mechanistic Target Of Rapamycin -mTOR) a été impliquée dans le contrôle de plusieurs aspects neurodéveloppementaux en régulant la synthèse de protéines. Des mutations des régulateurs Tsc1 et Tsc2 du complexe mTOR1 causent la sclérose tubéreuse (TSC) chez l’humain. La majorité des patients TSC développent des problèmes neurologiques incluant des crises épileptiques, des retards mentaux et l’autisme. D’études récentes ont investigué le rôle de la dérégulation de la voie de signalisation de mTOR dans les neurones corticaux excitateurs. Toutefois, son rôle dans le développement des interneurones GABAergiques corticaux et la contribution spécifique de ces interneurones GABAergiques altérés dans les manifestations de la maladie demeurent largement inconnus. Ici, nous avons investigué si et comment l’ablation du gène Tsc1 perturbe le développement de la connectivité GABAergique, autant in vitro que in vivo. Pour investiguer le rôle de l’activation de mTORC1 dans le développement d’une BC unique, nous avons délété le gène Tsc1 en transfectant CRE-GFP dirigé par un promoteur spécifique aux BCs dans des cultures organotypiques provenant de souris Tsc1lox. Le knockdown in vitro de Tsc1 a causé une augmentation précoce de la densité des boutons et des embranchements terminaux formés par les BCs mutantes, augmentation renversée par le traitement à la rapamycine. Ces données suggèrent que l’hyperactivation de la voie de signalisation de mTOR affecte le rythme de la maturation des synapses des BCs. Pour investiguer le rôle de mTORC1 dans les interneurones GABAergiques in vivo, nous avons croisé les souris Tsc1lox avec les souris Nkx2.1-Cre et PV-Cre. À P18, les souris Tg(Nkx2.1-Cre);Tsc1flox/flox ont montré une hyperactivation de mTORC1 et une hypertrophie somatique des BCs de même qu’une augmentation de l’expression de PV dans la région périsomatique des neurones pyramidaux. Au contraire, à P45 nous avons découvert une réduction de la densité des punctas périsomatiques PV-gephyrin (un marqueur post-synaptique GABAergique). L’étude de la morphologie des BCs en cultures organotypiques provenant du knock-out conditionnel Nkx2.1-Cre a confirmé l’augmentation initiale du rythme de maturation, lequel s’effondre ensuite aux étapes développementales tardives. De plus, les souris Tg(Nkx2.1Cre);Tsc1flox/flox montrent des déficits dans la mémoire de travail et le comportement social et ce d’une façon dose-dépendante. En somme, ces résultats suggèrent que l’activation contrôlée de mTOR régule le déroulement de la maturation et la maintenance des synapses des BCs. Des dysfonctions de la neurotransmission GABAergique ont été impliquées dans des maladies telles que l’épilepsie et chez certains patients, elles sont associées avec des mutations du récepteur GABAA. De quelle façon ces mutations affectent le processus de maturation des BCs demeuret toutefois inconnu. Pour adresser cette question, nous avons utilisé la stratégie Cre-lox pour déléter le gène GABRA1, codant pour la sous-unité alpha-1 du récepteur GABAA dans une unique BC en culture organotypique. La perte de GABRA1 réduit l’étendue du champ d’innervation des BCs, suggérant que des variations dans les entrées inhibitrices en raison de l’absence de la sous-unité GABAAR α1 peuvent affecter le développement des BCs. La surexpression des sous-unités GABAAR α1 contenant des mutations identifiées chez des patients épileptiques ont montré des effets similaires en termes d’étendue du champ d’innervation des BCs. Pour approfondir, nous avons investigué les effets de ces mutations identifiées chez l’humain dans le développement des épines des neurones pyramidaux, lesquelles sont l’endroit privilégié pour la formation des synapses excitatrices. Somme toute, ces données montrent pour la première fois que différentes mutations de GABRA1 associées à des syndromes épileptiques peuvent affecter les épines dendritiques et la formation des boutons GABAergiques d’une façon mutation-spécifique.

Corrélats neuronaux du circuit des récompenses chez les jeunes à risque parental de troubles de l'humeur

Cette thèse a pour objectif l’investigation du circuit des récompenses, sur les plans comportementaux et neuronaux, chez des adolescents à risque parental élevé de dépression majeure et de trouble bipolaire, en comparaison à des jeunes à risque parental peu élevé. Plus précisément, le but est d’identifier des marqueurs comportementaux et neuronaux du risque de développer une dépression majeure ou un trouble bipolaire, afin d’être en mesure de détecter et de prévenir ces troubles le plus tôt possible pour éviter, ou du moins retarder, leur émergence. Pour ce faire, nous avons réalisé deux études, présentées ici dans deux articles empiriques. Dans le premier article, le fonctionnement comportemental et neuronal du circuit des récompenses a été investigué au moyen d’une tâche d’anticipation et d’obtention de gains et de pertes monétaires, chez des adolescents à risque parental de dépression majeure (i.e., jeunes asymptomatiques dont un des parents souffre de dépression majeure), des adolescents à risque parental de trouble bipolaire (i.e., jeunes asymptomatiques dont un des parents souffre de trouble bipolaire) et des adolescents contrôles (i.e., jeunes asymptomatiques dont les deux parents sont en bonne santé mentale). Au niveau comportemental, les résultats ont révélé une meilleure performance chez les jeunes à risque de dépression majeure lorsqu’ils devaient éviter d’obtenir des pertes monétaires de magnitude variée (0,20$, 1$ ou 5$), ainsi qu’une meilleure performance chez les jeunes à risque de trouble bipolaire sur les essais impliquant d’éviter des pertes monétaires de magnitude nulle (0$). Au niveau neuronal, les jeunes à risque de dépression majeure démontraient une diminution de l’activation du cortex préfrontal dorsolatéral lors de l’anticipation de potentielles pertes monétaires de magnitude variée, tandis que les jeunes à risque de trouble bipolaire démontraient une diminution de l’activation du cortex préfrontal dorsolatéral lors de l’anticipation de potentielles pertes monétaires de magnitude nulle. De plus, les jeunes à risque de dépression majeure tendaient à démontrer une augmentation de l’activité du cortex orbitofrontal durant l’évitement réussi de pertes monétaires, tandis que les jeunes à risque de trouble bipolaire tendaient à démontrer une augmentation de l’activité du cortex orbitofrontal lors de l’obtention de pertes monétaires. Dans le deuxième article, l’intégrité structurelle des régions fronto-limbiques a été investiguée, au moyen de mesures du volume, de l’épaisseur corticale et de la superficie corticale. Les résultats ont mis en évidence, chez les jeunes à risque de trouble bipolaire, un volume plus élevé du cortex préfrontal dorsolatéral, par rapport aux jeunes à risque de dépression majeure et contrôles. De plus, les jeunes à risque de trouble bipolaire présentaient un volume plus élevé du cortex cingulaire postérieur, en comparaison aux jeunes à risque de dépression majeure. Enfin, une diminution de l’épaisseur corticale du cortex orbitofrontal et du gyrus frontal moyen a été observée chez les adolescents à risque de trouble bipolaire, en comparaison au groupe contrôle. L’ensemble de ces résultats démontre ainsi l’existence de particularités comportementales et d’altérations neuronales sur les plans fonctionnel et structurel, chez des jeunes à risque élevé de troubles de l’humeur, et ce, avant même l’émergence des premiers symptômes thymiques. Plus particulièrement, ces caractéristiques pourraient constituer des marqueurs du risque de développer un trouble de l’humeur. Par conséquent, ces marqueurs pourraient aider à mieux identifier les jeunes qui sont le plus à risque de développer un trouble de l’humeur, et ainsi permettre la mise en place précoce de stratégies préventives adaptées, afin d’éviter des trajectoires développementales psychopathologiques.

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Target tissue influences the peripheral trajectory of mouse primary sensory olfactory axons

Primary olfactory neurons situated in the nasal septum project axons within fascicles along a highly stereotypical trajectory en route to the olfactory bulb. The ventral fascicles make a distinct dorsovental turn at the rear of the septum so as to reach the olfactory bulb. In the present study we have used a brain and nasal septum coculture system to examine the role of target tissue on the peripheral trajectory of olfactory sensory axons. In cultures of isolated embryonic nasal septa, olfactory axons form numerous parallel fascicles that project caudally in the submucosa, as they do in vivo. The ventral axon fascicles in the septum, however, often fail to turn, and do not project dorsally towards the roof of the nasal cavity. The presence of olfactory bulb, cortical, or tectal tissue apposed to the caudal end of the septum rescued this phenotype, causing the ventral fascicles to follow a normal in vivo-like trajectory. Ectopic placements of the explants revealed that brain tissue is not tropic for olfactory axons but appears to maintain the peripheral trajectory of growing axons in the nasal septum. Although primary olfactory axons are able to penetrate into olfactory bulb in vitro, they only superficially enter cortical tissue, whereas they do not grow into tectal explants. The ability of axons to differentially grow into different brain regions was shown to be unrelated to the migratory behavior of olfactory ensheathing cells, indicating that olfactory axons are directly responsive to guidance cues in the brain. (C) 2004 Wiley Periodicals, Inc.

Olfactory marker protein modulates primary olfactory axon overshooting in the olfactory bulb

Olfactory marker protein (OMP) is expressed by mature primary olfactory sensory neurons during development and in adult mice. In mice that lack OMP, olfactory sensory neurons have perturbed electrophysiological activity, and the mice exhibit altered responses and behavior to odor stimulation. To date, defects in axon guidance in mice that lack OMP have not been investigated. During development of the olfactory system in mouse, primary olfactory axons often overshoot their target glomerular layer and project into the deeper external plexiform layer. These aberrant axonal projections are normally detected within the external plexiform layer up to postnatal day 12. We have examined the projections of primary olfactory axons in OMP-tau:LacZ mice and OMP-GFP mice, two independent lines in which the OMP coding region has been replaced by reporter molecules. We found that axons overshoot their target layer and grow into the external plexiform layer in these OMP null mice as they do in wild-type animals. However, in the absence of OMP, overshooting axons are more persistent and remain prominent until 5 weeks postnatally, after which their numbers decrease. Overshooting axons are still present in these mice even at 8 months of age. In heterozygous mice, axons also overshoot into the external plexiform layer; however, there are fewer axons, and they project for shorter distances, compared with those in a homozygous environment. Our results suggest that perturbed electrophysiological responses, caused by loss of OMP in primary olfactory neurons, reduce the ability of primary olfactory axons to recognize their glomerular target. © 2005 Wiley-Liss, Inc.

Analysis of the Pasteurella multocida outer membrane sub-proteome and its response to the in vivo environment of the natural host

This study describes the identification of outer membrane proteins (OMPs) of the bacterial pathogen Pasteurella multocida and an analysis of how the expression of these proteins changes during infection of the natural host. We analysed the sarcosine-insoluble membrane fractions, which are highly enriched for OMPs, from bacteria grown under a range of conditions. Initially, the OMP-containing fractions were resolved by 2-DE and the proteins identified by MALDI-TOF MS. In addition, the OMP-containing fractions were separated by 1-D SDS-PAGE and protein identifications were made using nano LC MS/MS. Using these two methods a total of 35 proteins was identified from samples obtained from organisms grown in rich culture medium. Six of the proteins were identified only by 2-DE MALDI-TOF MS, whilst 17 proteins were identified only by 1-D LC MS/MS. We then analysed the OMPs from P. multocida which had been isolated from the bloodstream of infected chickens (a natural host) or grown in iron-depleted medium. Three proteins were found to be significantly up-regulated during growth in vivo and one of these (Pm0803) was also up-regulated during growth in iron-depleted medium. After bioinformatic analysis of the protein matches, it was predicted that over one third of the combined OMPs predicted by the bioinformatics sub-cellular localisation tools PSORTB and Proteome Analyst, had been identified during this study. This is the first comprehensive proteomic analysis of the P. multocida outer membrane and the first proteomic analysis of how a bacterial pathogen modifies its outer membrane proteome during infection.

Implantation of a scaffold following bulbectomy induces laminar organization of regenerating olfactory axons

Primary olfactory axons expressing different odorant receptors are interspersed within the olfactory nerve. However, upon reaching the outer nerve fiber layer of the olfactory bulb they defasciculate, sort out, and refasciculate prior to targeting glomeruli in fixed topographic positions. While odorant receptors are crucial for the final targeting of axons to glomeruli, it is unclear what directs the formation of the nerve fiber and glomerular layers of the olfactory bulb. While the olfactory bulb itself may provide instructive cues for the development of these layers, it is also possible that the incoming axons may simply require the presence of a physical scaffold to establish the outer laminar cytoarchitecture. In order to begin to understand the underlying role of the olfactory bulb in development of the outer layers of the olfactory bulb, we physically ablated the olfactory bulbs in OMP-IRES-LacZ and P2-IRES-tau-LacZ neonatal mice and replaced them with artificial biological scaffolds molded into the shape of an olfactory bulb. Regenerating axons projected around the edge of the cranial cavity at the periphery of the artificial scaffold and were able to form an olfactory nerve fiber layer and, to some extent, a glomerular layer. Our results reveal that olfactory axons are able to form rudimentary cytoarchitectonic layers if they are provided with an appropriately shaped biological scaffold. Thus, the olfactory bulb does not appear to provide any tropic substance that either attracts regenerating olfactory axons into the cranial cavity or induces these axons to form a plexus around its outer surface. (c) 2006 Elsevier B.V. All rights reserved.

On the adoption decision and the intensity of use of complementary innovations: The intra firm diffusion of management practices across UK establishments

This paper contributes to the literature on the intra-firm diffusion of innovations by investigating the factors that affect the firm’s decision to adopt and use sets of complementary innovations. We define complementary innovations those innovations whose joint use generates super additive gains, i.e. the gain from the joint adoption is higher than the sum of the gains derived from the adoption of each innovation in isolation. From a theoretical perspective, we present a simple decision model, whereby the firm decides ‘whether’ and ‘how much’ to invest in each of the innovations under investigation based upon the expected profit gain from each possible combination of adoption and use. The model shows how the extent of complementarity among the innovations can affect the firm’s profit gains and therefore the likelihood that the firm will adopt these innovations jointly, rather than individually. From an empirical perspective, we focus on four sets of management practices, namely operating (OMP), monitoring (MMP), targets (TMP) and incentives (IMP) management practices. We show that these sets of practices, although to a different extent, are complementary to each other. Then, we construct a synthetic indicator of the depth of their use. The resulting intra-firm index is built to reflect not only the number of practices adopted but also the depth of their individual use and the extent of their complementarity. The empirical testing of the decision model is carried out using the evidence from the adoption behaviour of a sample of 1,238 UK establishments present in the 2004 Workplace Employment Relations Survey (WERS). Our empirical results show that the intra-firm profitability based model is a good model in that it can explain more of the variability of joint adoption than models based upon the variability of adoption and use of individual practices. We also investigate whether a number of firm specific and market characteristics by affecting the size of the gains (which the joint adoption of innovations can generate) may drive the intensity of use of the four innovations. We find that establishment size, whether foreign owned, whether exposed to an international market and the degree of homogeneity of the final product are important determinants of the intensity of the joint adoption of the four innovations. Most importantly, our results point out that the factors that the economics of innovation literature has been showing to affect the intensity of use of a technological innovation do also affect the intensity of use of sets of innovative management practices. However, they can explain only a small part of the diversity of their joint adoption use by the firms in the sample.

Studies of the nature of Burkholderia cepacia in cystic fibrosis

Burkholderia cepacia is an opportunistic pathogen that colonises of the lungs of cystic fibrosis (CF) patients, with a frequently fatal outcome. Antibiotic resistance is common and highly transmissible epidemic strains have been described in the UK. 37 B. cepacia isolates from clinical and botanical sources were characterised via metabolic capabilities, antibiotic sensitivity, fatty acid methyl ester (FAME) profiles restriction digest analysis of chromosomal DNA by pulsed-gel electrophoresis (PFGE) (with the use of two separate restriction enzymes) and outer membrane protein (OMP) profiles. This revealed isolates of the UK CF epidemic strain to form a distinct group with a specific OMP profile. Cluster analysis of PFGE and FAME profiles revealed the species Burkholderia gladioli and Burkholderia vietnamiensis to be more closely related to each other and to laboratory strains of B. cepacia than to the CF epidemic strain considered a member of the latter species. The epidemic strain of B. cepacia may therefore be worthy of species definition in its own right. All the strains studied showed a high level of resistance to antibiotics, including the carbapenems. Considering this, carbapenemase production by isolates of B. cepacia was investigated. A metallo-β-lactamase from a clinical strain of B. cepacia was isolated and partially purified of using Cibacron blue F3GA-coupled agarose. The resulting preparation showed a single band of β-lactamase activity (pI 8.45) after analytical isoelectric focusing. The enzyme was particularly effective in the hydrolysis of imipenem. Meropenem, biapenem, cephaloridine, ceftazidime, benzylpenicillin, ampicillin and carbenicillin were hydrolysed at a lower rate. An unusual inhibition profile was noted. Inhibition by the metal ion chelators ethylene diamine tetra acetic acid and o-phenanthroline was reversed by addition of zinc, indicating a metallo-enzyme, whilst >90% inhibition was attainable with 0.1mM concentrations of tazobactam and clavulanic acid. A study of 8 other clinical isolates showed an enzyme of pI 8.45 to be present and inducible by imipenem in each case. This enzyme was assigned PCM-I (Pseudomonas cepacia metalloenzyme I).

The effect of haem limitation and iron restriction on outer membrane proteins and on respiratory systems of non typable Haemophilus influenzae

The effects of haem limitation and iron restriction on cells of non typable Haemophilus influenzae were investigated. Haem limitation was achieved by adding concentrations of haem to growth media which resulted in substantial decreases in final cell yields. Iron restriction was achieved by substituting protoporphyrin IX (PPIX) for haem in the growth medium and adding an iron chelator to the system. The effect of these nutrient limitations on a) outer membrane composition, and b) respiratory systems of non typable H.influenzae was investigated. Several of the strains examined produced new PPIX-specific outer membrane proteins when cultured utilising PPIX as a porphyrin source. The immune response of patients with bronchiectasis to outer membrane antigens of H.influenzae cultured under iron-restricted conditions was analysed by ELISA and immunoblotting techniques. ELISA analysis revealed that individuals with severe bronchiectasis had high titres of antibodies directed against H.influenzae OMs in both serum and sputum. Immunoblotting with homologous serum showed that where PPIX-specific OMPs were produced they were antigenic and were recognised by patients' serum. This suggested that these H.influenzae OMPs may be expressed in vivo. Additionally, the development of the immune responses to non typable H.influenzae outer membrane antigens was investigated using a rat lung model. Bacteria encased in agar beads were inoculated intratracheally into rat lungs, infection was established, and the immune response monitored for 6 weeks. The animals developed antibodies to PPIX-specific OMPs during the course of infection, providing further evidence that H.influenzae express these novel OMP antigens when growing in vivo. Studies in vitro on respiratory systems of phenotypically altered H.influenzae showed that bacteria grown utilising PPIX as a porphyrin source, or under conditions of iron-restriction produced ten fold fewer cytochromes than cells grown in nutrient excess, while haem limited H.influenzae produced no detectable cytochromes. Respiration of various substrates was depressed in haem limited and in PPIX-grown cultures as compared with cells grown in nutrient excess.

Influence of iron on bacterial infections in leukaemia

The influence of iron metabolism, both on the invading bacterial pathogen and in the host is widespread and often appears to be crucial in determining the outcome of an infection. This study involved the investigation of leukaemia, a clinical disease where abnormal availability of iron may play a part in predisposing patients to bacterial infection. The iron status throughout a Gram-negative septicaemia and in 20 random, newly diagnosed leukaemic patients was assessed. The results revealed that the majority of the patients exhibited high serum iron levels and serum transferrin saturation often at 100%, with an inability to reduce the latter to within normal values during an infection episode. The antibody response to P.aeruginosa, E.coli and K.pneumoniae outer membrane protein (OMP) antigens were investigated by immunoblotting with sequential serum samples during infection in the leukaemic host. Antibodies to all the major OMPs, were observed, although recognition of iron-regulated membrane proteins (IRMPs) was in many cases weak. Results from the enzyme-linked immunosorbent assay indicated that in all patients antibody titre in response to infection was poor. Sub-MICs of mitomycin C significantly altered the surface characteristics of P.aeruginosa. The silver-stained SDS-PAGE gels of proteinase K digested whole cell lysates of strains PAO1, 6750, M7 and PAJ indicated that core LPS was affected in the presence of mitomycin C. In contrast, the rough strain AK1012 showed no observable differences. Results obtained using quantitative gas-liquid chromatographic analysis showed the amount of LPS fatty acids to be unaffected, however, the KDO and carbohydrate content in strains PAO1, 6750 and M7 under Fe+ and Fe- growth conditions were decreased by up to 4-fold in the presence of mitomycin C, indicating perturbed expression of LPS. The cell surface became significantly more hydrophobic in the P.aeruginosa strains, except AK1012 which was comparatively unaffected. The induction of protein G (OprG) in P.aeruginosa was found to be a sensitive indicator of media iron. The data indicated that expression of OprG can be modulated by growth rate/phase, availability of iron and by the presence of ciprofloxacin in the growth medium.

Sparse image representation with encryption

In this thesis we present an overview of sparse approximations of grey level images. The sparse representations are realized by classic, Matching Pursuit (MP) based, greedy selection strategies. One such technique, termed Orthogonal Matching Pursuit (OMP), is shown to be suitable for producing sparse approximations of images, if they are processed in small blocks. When the blocks are enlarged, the proposed Self Projected Matching Pursuit (SPMP) algorithm, successfully renders equivalent results to OMP. A simple coding algorithm is then proposed to store these sparse approximations. This is shown, under certain conditions, to be competitive with JPEG2000 image compression standard. An application termed image folding, which partially secures the approximated images is then proposed. This is extended to produce a self contained folded image, containing all the information required to perform image recovery. Finally a modified OMP selection technique is applied to produce sparse approximations of Red Green Blue (RGB) images. These RGB approximations are then folded with the self contained approach.