Phenotypical analysis of mice deficient for the channel activating protease CAP2

Channel activating proteases (CAP) are membrane-bound serine proteases that have been identified as in vitro activators of the epithelial sodium channel (ENaC). Two of them are mainly studied in the laboratory. CAP1/Prss8 was previously shown implicated in colonic sodium homeostasis in vivo. In the first part of this thesis, we generated and characterized mice deficient for CAP2/Tmprss4. The mice are healthy and viable, and they do not show any obvious phenotype. We investigated ENaC activity and expression under regular and sodium- deficient diet, and we could demonstrate that CAP2 is not a major regulator of sodium homeostasis in vivo. We next studied whether CAP2 is implicated in potassium homeostasis. We detected a strong gender-dependency when CAP2 knock-out mice were put under a potassium-deficient diet. We showed in male mice an implication of CAP2 in the regulation of the colonic H+, K+- ATPase, and we propose an implication of membrane-associated progesterone receptors and their binding partners, as well as a possible cleavage-mediated glucocorticoid receptor signalling. We studied the possible interaction between CAPI and CAP2 by generating and characterizing two different mouse study groups, displaying different hypomorphic mutations in the CAPI gene, and deficient for CAP2. We demonstrate that balanced expression of CAPI and CAP2 is required for maintainance of skin integrity and for normal placental development. As CAPI knock-out embryos die due to a placental failure, the additional combined deletion of CAP2 resulted in survival until birth. We could evidence that CAPI and CAP2 are implicated in the same signalling pathway as proposed in cancer studies at the level of the placenta, implicating integrin a5, ERK, AKT, E- and N-cadherin. Furthermore, we investigated whether CAPI is implicated in the pathogenesis and susceptibility to experimental chronic colitis in a mutant rat model. By giving CAPI mutant rats Dextran sodium sulfate, we induced chronic inflammation of the colon, and we highlighted the protective role of CAPI at the histopathological and clinical levels. In conclusion, we showed that CAP2 is not a major regulator of ENaC-mediated sodium homeostasis in vivo, but rather a regulator of potassium homeostasis in a gender-dependent manner implicating the colonic H+, K+-ATPase, membrane progesterone receptors, and the glucocorticoid receptor. We have investigated whether CAPI and CAP2 interact at the functional level, and we show that a balanced expression of CAPI and CAP2 is required in the skin, but also in the placenta. Imbalanced expression of CAPI and CAP2 leads to impaired EMT-associated signalling. We have studied whether CAPI is implicated in the pathogenesis and susceptibility to chronic colitis, and we demonstrated the protective role of CAPI in distal colon. -- Les protéases activatrices de canal (CAP) sont des protéases à serine attachées à la membrane qui ont été identifiées comme activateurs in vitro du canal sodique épithélial (ENaC). Deux de ces protéases sont principalement étudiées dans le laboratoire. CAP1/Prss8 a été identifié préalablement comme impliqué dans l'homéostasie du sodium in vivo au niveau du côlon. Dans la première partie de cette thèse, nous avons généré et caractérisé des souris déficientes pour CAP2/Tmprss4. Les souris sont en bonne santé et viables, et elles ne présentent pas de phénotype visible. Nous avons étudié l'activité et l'expression d'ENaC sous diète normale et déficiente en sodium, et nous avons démontré que CAP2 n'est pas un régulateur essentiel de l'homéostasie sodique in vivo. Nous avons ensuite étudié si CAP2 est impliqué dans l'homéostasie du potassium. Nous avons détecté une forte dépendance du sexe lorsque les souris knock-out pour CAP2 étaient placées sous diète déficiente en potassium. Nous avons démontré dans les souris mâles une implication de CAP2 dans la régulation de la H+, K+- ATPase colonique, des récepteurs membranaires à la progestérone et de leur partenaires de liaison, ainsi que dans la possible signalisation médiée par le clivage du récepteur aux glucocorticoïdes. Nous avons étudié l'interaction possible entre CAPI et CAP2 en générant et en caractérisant deux groupes d'étude de souris différents, porteurs de différentes mutations hypomorphiques dans le gène de CAPI, et déficients pour CAP2. Nous avons pu montrer qu'une expression équilibrée de CAPI et CAP2 est requise pour le maintien de l'intégrité de la peau et pour le développement normal du placenta. Les embryons knock-out pour CAPI meurent suite à une défaillance placentaire, et la délétion additionnelle et combinée de CAP2 permet la survie jusqu'à la naissance. Nous supposons que CAPI et CAP2 sont impliqués dans la même voie de signalisation au niveau du placenta que celle proposée dans les études de cancer, impliquant l'intégrine a5, ERK, AKT, E- et N-cadhérine. De plus, nous avons étudié si CAPI est impliqué dans la pathogenèse et la susceptibilité de colite chronique expérimentale dans un modèle de rat mutant. En administrant aux rats mutants pour CAPI du Dextran sodium sulfate, nous avons induit une inflammation chronique du côlon, et nous avons pu mettre en évidence le rôle protecteur de CAPI au niveau histopathologique et au niveau clinique. En conclusion, nous avons démontré que CAP2 n'est pas un régulateur essentiel de l'homéostasie sodique médiée par ENaC in vivo, mais plutôt de l'homéostasie potassique d'une manière dépendante du sexe et impliquant la H+, K+-ATPase colonique, les récepteurs membranaires à la progestérone et le récepteur aux glucocorticoïdes. Nous avons étudié si CAPI et CAP2 interagissent au niveau fonctionnel, et nous avons montré qu'une expression équilibrée entre CAPI et CAP2 est requise dans la peau et le placenta. L'expression déséquilibrée de CAPI et CAP2 mène à une altération de la signalisation associée à l'EMT. Nous avons étudié si CAPI est impliqué dans la pathogenèse et la susceptibilité de colite chronique expérimentale, et nous avons démontré le rôle protecteur de CAPI dans le côlon distal.

Probabilistic graphical models to deal with age estimation of living persons

Due to the rise of criminal, civil and administrative judicial situations involving people lacking valid identity documents, age estimation of living persons has become an important operational procedure for numerous forensic and medicolegal services worldwide. The chronological age of a given person is generally estimated from the observed degree of maturity of some selected physical attributes by means of statistical methods. However, their application in the forensic framework suffers from some conceptual and practical drawbacks, as recently claimed in the specialised literature. The aim of this paper is therefore to offer an alternative solution for overcoming these limits, by reiterating the utility of a probabilistic Bayesian approach for age estimation. This approach allows one to deal in a transparent way with the uncertainty surrounding the age estimation process and to produce all the relevant information in the form of posterior probability distribution about the chronological age of the person under investigation. Furthermore, this probability distribution can also be used for evaluating in a coherent way the possibility that the examined individual is younger or older than a given legal age threshold having a particular legal interest. The main novelty introduced by this work is the development of a probabilistic graphical model, i.e. a Bayesian network, for dealing with the problem at hand. The use of this kind of probabilistic tool can significantly facilitate the application of the proposed methodology: examples are presented based on data related to the ossification status of the medial clavicular epiphysis. The reliability and the advantages of this probabilistic tool are presented and discussed.

Sacral fusion as an aid in age estimation

The degree of fusion at the anterior aspect of the sacral vertebrae has been scored in 242 male and female skeletons from the Lisbon documented collection, ranging in age from 16 to 59 years old. Statistical tests indicate a sex difference towards earlier fusion in young females compared with young males, as well as a clear association between degree of fusion and age. Similar results have been found in documented skeletal samples from Coimbra and Sassari, and the recommendations stated by these authors regarding age estimation have been positively tested in the Lisbon collection. Although more research from geographically diverse samples is required, a general picture of the pattern of sacral fusion and its associations with age and sex is emerging. We also provide a practical example of the usefulness of the sacrum in age estimation in a forensic setting, a mass grave from the Spanish Civil War. It is concluded that the scoring of the degree of fusion of the sacral vertebrae, specially of S1-2, can be a simple tool for assigning skeletons to broad age groups, and it should be implemented as another resource for age estimation in the study of human skeletal remains.

Whole-body MRI: comprehensive evaluation on a 48-channel 3T MRI system in less than 40 minutes. Preliminary results

OBJECTIVE: To evaluate a comprehensive MRI protocol that investigates for cancer, vascular disease, and degenerative/inflammatory disease from the head to the pelvis in less than 40 minutes on a new generation 48-channel 3T system. MATERIALS AND METHODS: All MR studies were performed on a 48-channel 3T MR scanner. A 20-channel head/neck coil, two 18-channel body arrays, and a 32-channel spine array were employed. A total of 4 healthy individuals were studied. The designed protocol included a combination of single-shot T2-weighted sequences, T1-weighted 3D gradient-echo pre- and post-gadolinium. All images were retrospectively evaluated by two radiologists independently for overall image quality. RESULTS: The image quality for cancer was rated as excellent in the liver, pancreas, kidneys, lungs, pelvic organs, and brain, and rated as fair in the colon and breast. For vascular diseases ratings were excellent in the aorta, major branch vessel origins, inferior vena cava, portal and hepatic veins, rated as good in pulmonary arteries, and as poor in the coronary arteries. For degenerative/inflammatory diseases ratings were excellent in the brain, liver and pancreas. The inter-observer agreement was excellent. CONCLUSION: A comprehensive and time efficient screening for important categories of disease processes may be achieved with high quality imaging in a new generation 48-channel 3T system.

Estimation de l'impact économique de l'introduction d'un test diagnostique rapide pour le dépistage des MRSA au CHUV

Contexte : Parmi les infections nosocomiales, le Staphylocoque méticilline résistant (MRSA) est le germe pathogène le plus couramment identifié dans les hôpitaux du monde entier. La stratégie de contrôle des MRSA au CHUV implique le dépistage des patients à risque. Avec la méthode de dépistage par culture, le temps d'attente est de plusieurs jours. Ceci occasionne des problèmes dans la gestion des flux des patients, principalement à cause des mesures d'isolement. Pour réduire le temps d'attente, l'hôpital envisage d'utiliser une méthode de diagnostic rapide par "polymerase chain reaction" (PCR). Méthodologie : Les données concernant les dépistages réalisés, dans trois services durant l'année 2007, ont été utilisées. Le nombre de jours d'isolement a d'abord été déterminé par patient et par service. Ensuite une analyse des coûts a été effectuée afin d'évaluer la différence des coûts entre les deux méthodes pour chaque service. Résultats : Le principal impact économique de la méthode par PCR dépend principalement du nombre de jours d'isolements évités par rapport à la méthode de culture. Aux services de soins, l'analyse a été menée sur 192 dépistages. Quand la différence de jours d'isolement est de deux jours, le coût des dépistages diminue de plus de 12kCHF et le nombre de jours d'isolement diminue de 384 jours. Au centre interdisciplinaire des urgences, sur 96 dépistages, le gain potentiel avec la méthode PCR est de 6kCHF avec une diminution de 192 jours d'isolement. Aux soins intensifs adultes, la méthode de dépistage par PCR est la méthode la plus rentable avec une diminution des coûts entre 4KCHF et 20K CHF et une diminution des jours d'isolement entre 170 et 310. Pour les trois services analysés, les résultats montrent un rapport coût-efficacité favorable pour la méthode PCR lorsque la diminution des jours d'isolement est supérieure à 1.3 jour. Quand la différence de jours d'isolement est inférieure à 1.3, il faut tenir compte d'autres paramètres, comme le coût de matériel qui doit être supérieur à 45.5 CHF, et du nombre d'analyses par dépistage, qui doit être inférieur à 3, pour que la PCR reste l'alternative la plus intéressante. Conclusions : La méthode par PCR montre des avantages potentiels importants, tant économiques qu'organisationnels qui limitent ou diminuent les contraintes liées à la stratégie de contrôle des MRSA au CHUV. [Auteure, p. 3]

Estimation des coûts engendrés par l'occupation inappropriée des lits de soins aigus du CHUV par des patients en attente de placement

[Table des matières] 1. Pourquoi s'intéresser à l'occupation inappropriée des lits de soins aigus au CHUV ?. - 1.1. Etat des lieux. - 1.1.1. Les chiffres du CHUV. - 1.1.2. La cellule de gestion des flux de patients. - 1.1.3. L'unité de patients en attente de placement. - 1.1.4. La pénurie de lits dans les EMS vaudois. - 1.1.5. Le vieillissement de la population vaudoise. - 1.2. Evidences nationales et internationales. - - 2. Estimation des coûts. - 2.1. Coûts chiffrables. - 2.1.1. Perte financière directe. - 2.1.2. Coûts des transferts pour engorgement. - 2.1.3. Coût d'opportunité. - 2.2. Coûts non chiffrables. - 2.2.1. Patients. - 2.2.2. Personnel médical. - 2.2.3. CHUV. - - 3. Propositions. - 3.1. Prises en charge alternatives. - 3.1.1. Les réseaux intégrés de services aux personnes âgées. - 3.1.2. Les courts séjours gériatriques. - 3.1.3. Autres solutions. - 3.2. Prévention. - 3.2.1. Prévention des chutes. - 3.2.2. La prévention par l'information aux personnes âgées. - 3.2.3. La prévention par l'information à l'ensemble de la population

Bayesian Estimation of Noise

In mathematical modeling the estimation of the model parameters is one of the most common problems. The goal is to seek parameters that fit to the measurements as well as possible. There is always error in the measurements which implies uncertainty to the model estimates. In Bayesian statistics all the unknown quantities are presented as probability distributions. If there is knowledge about parameters beforehand, it can be formulated as a prior distribution. The Bays’ rule combines the prior and the measurements to posterior distribution. Mathematical models are typically nonlinear, to produce statistics for them requires efficient sampling algorithms. In this thesis both Metropolis-Hastings (MH), Adaptive Metropolis (AM) algorithms and Gibbs sampling are introduced. In the thesis different ways to present prior distributions are introduced. The main issue is in the measurement error estimation and how to obtain prior knowledge for variance or covariance. Variance and covariance sampling is combined with the algorithms above. The examples of the hyperprior models are applied to estimation of model parameters and error in an outlier case.

A correlation sensitivity analysis of non-life underwriting risk in solvency capital requirement estimation

This paper analyses the impact of using different correlation assumptions between lines of business when estimating the risk-based capital reserve, the Solvency Capital Requirement -SCR-, under Solvency II regulations. A case study is presented and the SCR is calculated according to the Standard Model approach. Alternatively, the requirement is then calculated using an Internal Model based on a Monte Carlo simulation of the net underwriting result at a one-year horizon, with copulas being used to model the dependence between lines of business. To address the impact of these model assumptions on the SCR we conduct a sensitivity analysis. We examine changes in the correlation matrix between lines of business and address the choice of copulas. Drawing on aggregate historical data from the Spanish non-life insurance market between 2000 and 2009, we conclude that modifications of the correlation and dependence assumptions have a significant impact on SCR estimation.

The L-type voltage-gated calcium channel modulates microglial pro-inflammatory activity

Under pathological conditions, microglia, the resident CNS immune cells, become reactive and release pro-inflammatory cytokines and neurotoxic factors. We investigated whether this phenotypic switch includes changes in the expression of the L-type voltage-gated calcium channel (VGCC) in a rat model of N-methyl-d-aspartate-induced hippocampal neurodegeneration. Double immunohistochemistry and confocal microscopy evidenced that activated microglia express the L-type VGCC. We then analyzed whether BV2 microglia express functional L-type VGCC, and investigated the latter's role in microglial cytokine release and phagocytic capacity. Activated BV2 microglia express the CaV1.2 and CaV1.3 subunits of the L-type VGCC determined by reverse transcription-polymerase chain reaction, Western blot and immunocytochemistry. Depolarization with KCl induced a Ca2+ entry facilitated by Bay k8644 and partially blocked with nifedipine, which also reduced TNF-α and NO release by 40%. However, no nifedipine effect on BV2 microglia viability or phagocytic capacity was observed. Our results suggest that in CNS inflammatory processes, the L-type VGCC plays a specific role in the control of microglial secretory activity.

Models for the estimation of thermodynamic properties of layered double hydroxides: application to the study of their anion exchange characteristics

Several models for the estimation of thermodynamic properties of layered double hydroxides (LDHs) are presented. The predicted thermodynamic quantities calculated by the proposed models agree with experimental thermodynamic data. A thermodynamic study of the anion exchange process on LDHs is also made using the described models. Tables for the prediction of monovalent anion exchange selectivities on LDHs are provided. Reasonable agreement is found between the predicted and the experimental monovalent anion exchange selectivities.