Optimising approaches to active immunotherapy of cancer

The design of therapeutic cancer vaccines is aimed at inducing high numbers and potent T cells that are able to target and eradicate malignant cells. This calls for close collaboration between cells of the innate immune system, in particular dendritic cells (DCs), and cells of the adaptive immune system, notably CD4+ helper T cells and CD8+ cytotoxic T cells. Therapeutic vaccines are aided by adjuvants, which can be, for example, Toll¬like Receptor agonists or agents promoting the cytosolic delivery of antigens, among others. Vaccination with long synthetic peptides (LSPs) is a promising strategy, as the requirement for their intracellular processing will mainly target LSPs to professional antigen presenting cells (APCs), hence avoiding the immune tolerance elicited by the presentation of antigens by non-professional APCs. The unique property of antigen cross-processing and cross-presentation activity by DCs plays an important role in eliciting antitumour immunity given that antigens from engulfed dead tumour cells require this distinct biological process to be processed and presented to CD8+T cells in the context of MHC class I molecules. DCs expressing the XCR1 chemokine receptor are characterised by their superior capability of antigen cross- presentation and priming of highly cytotoxic T lymphocyte (CTL) responses. Recently, XCR1 was found to be also expressed in tissue-residents DCs in humans, with a simitar transcriptional profile to that of cross- presenting murine DCs. This shed light into the value of harnessing this subtype of XCR1+ cross-presenting DCs for therapeutic vaccination of cancer. In this study, we explored ways of adjuvanting and optimising LSP therapeutic vaccinations by the use, in Part I, of the XCLl chemokine that selectively binds to the XCR1 receptor, as a mean to target antigen to the cross-presenting XCR1+ DCs; and in Part II, by the inclusion of Q.S21 in the LSP vaccine formulation, a saponin with adjuvant activity, as well as the ability to promote cytosolic delivery of LSP antigens due to its intrinsic cell membrane insertion activity. In Part I, we designed and produced XCLl-(OVA LSP)-Fc fusion proteins, and showed that their binding to XCR1+ DCs mediate their chemoattraction. In addition, therapeutic vaccinations adjuvanted with XCLl-(OVA LSP)-Fc fusion proteins significantly enhanced the OVA-specific CD8+ T cell response, and led to complete tumour regression in the EL4-OVA model, and significant control of tumour growth in the B16.0VA tumour model. With the aim to optimise the co-delivery of LSP antigen and XCLl to skin-draining lymph nodes we also tested immunisations using nanoparticle (NP)-conjugated OVA LSP in the presence or absence of XCLl chemokine. The NP-mediated delivery of LSP potentiated the CTL response seen in the blood of vaccinated mice, and NP-OVA LSP vaccine in the presence of XCLl led to higher blood frequencies of OVA-specific memory-precursor effector cells. Nevertheless, in these settings, the addition XCLl to NP-OVA LSP vaccine formulation did not increase its antitumour therapeutic effect. In the Part II, we assessed in HLA-A2/DR1 mice the immunogenicity of the Melan-AA27L LSP or the Melan-A26. 35 AA27l short synthetic peptide (SSP) used in conjunction with the saponin adjuvant QS21, aiming to identify a potent adjuvant formulation that elicits a quantitatively and qualitatively strong immune response to tumour antigens. We showed a high CTL immune response elicited by the use of Melan-A LSP or SSP with QS21, which both exerted similar killing capacity upon in vivo transfer of target cells expressing the Melan-A peptide in the context of HLA-A2 molecules. However, the response generated by the LSP immunisation comprised higher percentages of CD8+T cells of the central memory phenotype (CD44hl CD62L+ and CCR7+ CD62L+) than those of SSP immunisation, and most importantly, the strong LSP+QS21 response was strictly CD4+T cell-dependent, as shown upon CD4 T cell depletion. Altogether, these results suggest that both XCLl and QS21 may enhance the ability of LSP to prime CD8 specific T cell responses, and promote a long-term memory response. Therefore, these observations may have important implications for the design of protein or LSP-based cancer vaccines for specific immunotherapy of cancer -- Les vacans thérapeutiques contre le cancer visent à induire une forte et durable réponse immunitaire contre des cellules cancéreuses résiduelles. Cette réponse requiert la collaboration entre le système immunitaire inné, en particulier les cellules dendrites (DCs), et le système immunitaire adaptatif, en l'occurrence les lymphocytes TCD4 hdper et CD8 cytotoxiques. La mise au point d'adjuvants et de molécules mimant un agent pathogène tels les ligands TLRs ou d'autres agents facilitant l'internalisation d'antigènes, est essentielle pour casser la tolérance du système immunitaire contre les cellules cancéreuses afin de générer une réponse effectrice et mémoire contre la tumeur. L'utilisation de longs peptides synthétiques (LSPs) est une approche prometteuse du fait que leur présentation en tant qu'antigénes requiert leur internalisation et leur transformation par les cellules dendrites (DCs, qui sont les mieux à même d'éviter la tolérance immunitaire. Récemment une sous-population de DCs exprimant le récepteur XCR1 a été décrite comme ayant une capacité supérieure dans la cross-présentation d'antigènes, d'où un intérêt à développer des vaccins ciblant les DCs exprimant le XCR1. Durant ma thèse de doctorat, j'ai exploré différentes approches pour optimiser les vaccins avec LSPs. La première partie visait à cibler les XCR1-DCs à l'aide de la chemokine XCL1 spécifique du récepteur XCR1, soit sou s la forme de protéine de fusion XCL1-OVA LSP-Fc, soit associée à des nanoparticules. La deuxième partie a consisté à tester l'association des LSPs avec I adjuvant QS21 dérivant d'une saponine dans le but d'optimiser l'internalisation cytosolique des longs peptides. Les protéines de fusion XCLl-OVA-Fc développées dans la première partie de mon travail, ont démontré leur capacité de liaison spécifique sur les XCRl-DCs associée à leur capacité de chemo-attractio. Lorsque inclues dans une mmunisation de souris porteuse de tumeurs établies, ces protéines de fusion XCL1-0VA LSP-Fc et XCLl-Fc plus OVA LSP ont induites une forte réponse CDS OVA spécifique permettant la complète régression des tumeurs de modèle EL4- 0VA et un retard de croissance significatif de tumeurs de type B16-0VA. Dans le but d'optimiser le drainage des LSPs vers es noyaux lymphatiques, nous avons également testé les LSPs fixés de manière covalente à des nanoparticules co- injectees ou non avec la chemokine XCL1. Cette formulation a également permis une forte réponse CD8 accompagnée d'un effet thérapeutique significatif, mais l'addition de la chemokine XCL1 n'a pas ajouté d'effet anti-tumeur supplémentaire. Dans la deuxième partie de ma thèse, j'ai comparé l'immunogénicité de l'antigène humain Melan A soit sous la forme d un LSP incluant un épitope CD4 et CD8 ou sous la forme d'un peptide ne contenant que l'épitope CD8 (SSP) Les peptides ont été formulés avec l'adjuvant QS21 et testés dans un modèle de souris transgéniques pour les MHC let II humains, respectivement le HLA-A2 et DR1. Les deux peptides LSP et SSP ont généré une forte réponse CD8 similaire assoc.ee a une capacité cytotoxique équivalente lors du transfert in vivo de cellules cibles présentant le peptide SSP' Cependant les souris immunisées avec le Melan A LSP présentaient un pourcentage plus élevé de CD8 ayant un Phénotype «centra, memory» (CD44h' CD62L+ and CCR7+ CD62L+) que les souris immunisées avec le SSP, même dix mois après I'immunisation. Par ailleurs, la réponse CD8 au Melan A LSP était strictement dépendante des lymphocytes CD4, contrairement à l'immunisation par le Melan A SSP qui n'était pas affectée. Dans l'ensemble ces résultats suggèrent que la chemokine XCL1 et l'adjuvant QS21 améliorent la réponse CD8 à un long peptide synthétique, favorisant ainsi le développement d'une réponse anti-tumeur mémoire durable. Ces observations pourraient être utiles au développement de nouveau vaccins thérapeutiques contre les tumeurs.

Inactive matrix gla-protein is associated with arterial atiffness in an adult population-based study

La vitesse de l'onde de pouls (VOP) est la méthode pour mesurer la rigidité artérielle la plus répandue et la plus validée. C'est aussi un prédicteur indépendant de la mortalité. La Matrix Gla- protein (MGP) est une protein qui inhibe les calcifications vasculaires. MGP nécessite une enzyme dérivée de la vitamine K pour être activée, à l'instar de certains facteurs de coagulation. La forme inactive de MGP, connue sous le terme de « desphospho-uncarboxylated MGP » (dp-ucMGP), peut-être mesurée dans le plasma. Plus les apports de vitamine K sont importants plus les taux de dp-ucMGP diminue. Les taux de dp-ucMGP ont déjà été étudiés et associés à différents marqueurs cardiovasculaires (CV), aux événements CV et à la mortalité. Dans notre travail de recherche nous avons émis l'hypothèse que des taux élevés de dp-ucMGP seraient associés à une VOP élevée. Nous avons recruté les participants à travers une étude multicentrique suisse (SKIPOGH). Le processus de recrutement ciblait des familles dans lesquelles plusieurs membres étaient d'accord de participer. Nous avons mesuré la dp-ucMGP plasmatique grâce à la méthode immuno-enzymatique « ELISA ». Concernant la VOP, nous avons mesuré les ondes de pression au niveau carotidien et fémorale grâce à un tonomètre et calculer la vitesse de leurs propagations. Par la suite nous avons utilisé un modèle de régression linéaire multiple afin de déterminer le lien entre la VOP et dp- ucMGP. Le modèle était ajusté pour l'âge, la fonction rénale et les risques CV classiques. Nous avons inclut 1001 participants dans les analyses (475 hommes et 526 femmes). La valeur moyenne de la VOP était de 7.87 ± 2.10 (m/s) et celle de dp-ucMGP de 0.43 ± 0.20 (nmol/L). La VOP était positivement et significativement associée à dp-ucMGP avant comme après ajustement pour le sexe, l'âge, l'indice de masse corporel, la taille, la pression artérielle systolique et diastolique, la fréquence cardiaque, la fonction rénale, les taux de cholestérol (LDL, HDL), la glycémie, la consommation de tabac, la présence d'un diabète, l'utilisation de médicaments antihypertenseurs ou hypolipémiants et la présence d'antécédents CV (P<0.01). En conclusion, des taux élevés de dp-ucMGP sont positivement et indépendamment associés à la rigidité artérielle après ajustement pour les facteurs de risques CV traditionnels, la fonction rénale et l'âge. Des études expérimentales sont nécessaires afin de déterminer si une supplémentation en vitamine K permet de ralentir l'avancement de la rigidité artérielle grâce à son activation de la MGP.

Markers of iron metabolism and metabolic syndrome in Swiss adults

Plusieurs études populationnelles ont montré l'existence d'une association entre des taux sanguins élevés de transferrine et le syndrome métabolique (SM). Bien que cette association soit bien établie, restent encore à être décrites les associations entre le SM et les autres marqueurs sanguins du métabolisme du fer, tels que le fer, la transferrine (Tsf), la capacité totale de fixation de la transferrine (CTF) ou la saturation de la transferrine (SaTsf) sanguins. Le but de notre étude a été d'identifier les associations entre les différents marqueurs du métabolisme du fer (fer, ferritine, Tsf, CTF et SaTsf) et le SM. Les données de l'étude CoLaus, récoltées entre 2003 et 2006, ont été utilisées. Le SM était défini selon les critères du National Cholesterol Education Program Adult Panel III. L'analyse statistique a été faite en stratifiant selon le genre ainsi que le status ménopausal chez les femmes. Des 6733 participants, 1235 (18%) ont été exclus de fait d'absence de données concernant les variables qui nous intéressaient, ou chez qui nous avons soupçonné une possible hémochromatose non diagnostiquée (SaTsf> 50%). Des 5498 participants restant (âge moyen ± écart-type: 53 ± 11 ans), 2596 étaient des hommes, 1285 des femmes pré- et 1617 des femmes postménopausées. La prévalence du SM était de 29,4% chez les hommes, 8,3% et 25,5% chez les femmes pré- et postménopausées, respectivement. Dans les trois groupes, la prévalence du SM était la plus haute dans les quartiles les plus élevés de ferritine, Tsf et CTF, ainsi que dans le quartile le plus bas de SaTsf. Après ajustement sur l'âge, l'indice de masse corporelle, la protéine C réactive, la consommation de tabac et/ou d'alcool, la prise de suppléments en fer et les marqueurs hépatiques, l'appartenance au quartile le plus élevé de ferritine, Tsf ou CTF était associée à un risque plus important de SM chez les hommes et les femmes postménopausées : Odds ratio (OR) et [intervalle de confiance à 95%] pour la ferritine 1.44 [1.07-1.94] et 1.47 [0.99-2.17]; pour la Tsf et la CTF, OR=1.43 [1.06-1.91] et 2.13 [1.44-3.15] pour les hommes et les femmes postménopausées, respectivement. Au contraire, l'appartenance au quartile le plus élevé de la SaTsf était associé à un risque moins important de SM: OR=0.77 [0.57-1.05] et 0.59 [0.39-0.90] pour les hommes et les femmes postménopausées, respectivement. Il n'y avait aucune association entre les marqueurs sanguins du métabolisme du fer et le SM chez les femmes préménopausées, ni entre le fer sanguin et le SM chez les trois groupes. En conclusion, la majorité des marqueurs sanguins du métabolisme du fer, mais pas le fer lui-même, sont associés de manière indépendante au SM chez les hommes et les femmes postménopausées. -- Context: Excessive iron storage has been associated with metabolic syndrome (MS). Objective: To assess the association between markers of iron metabolism and MS in a healthy population. Design: Cross-sectional study conducted between 2003 and 2006. Setting: Population-based study in Lausanne, Switzerland. Patients: 5,498 participants aged 35-75 years, stratified by sex and menopausal status. Participants with transferrin saturation (TSAT) >50% were excluded. Intervention: None. Main Outcome Measures: serum iron, ferritin, transferrin, total iron binding capacity (TIBC) and TSAT. MS was defined according to ATP-III criteria. Results: Prevalence of MS was 29.4% in men, 8.3% in premenopausal and 25.5% in postmenopausal women. On bivariate analysis, the highest prevalence of MS occurred in the highest quartiles of serum ferritin, transferrin and TIBC, and in the lowest quartile of TSAT. After multivariate adjustment for age, body mass index, C-reactive protein, smoking, alcohol, liver markers and iron supplementation, men and postmenopausal women in the highest quartile of serum ferritin, transferrin and TIBC had a higher risk of presenting with MS: for ferritin, Odds ratio and [95% CI]=1.44 [1.07-1.94] for men and 1.47 [0.99-2.17] for postmenopausal women; for transferrin and TIBC, OR=1.43 [1.06-1.91] and 2.13 [1.44-3.15], Participants in the highest quartile of TSAT had a lower risk of MS: OR=0.77 [0.57-1.05] for men and 0.59 [0.39-0.90] for postmenopausal women. No association was found between iron and MS and between markers of iron metabolism and MS in premenopausal women. Conclusion: Ferritin, transferrin, TIBC are positively and TSAT is negatively associated with MS in men and postmenopausal women.

La romanisation en question: vaisselle céramique et processus d'acculturation à la fin de l'âge du fer en Gaule interne.

Fruit d'une thèse de doctorat, cet ouvrage se propose de comparer les rythmes et les modalités de l'acculturation des populations de Gaule interne, de la première moitié du iie s. av. J.-C. au début du ier siècle de notre ère au moyen de l'étude de la céramique fine, dont le répertoire évolue très rapidement pendant la période. Basée sur les données d'une vingtaine de sites urbains (oppida, capitales de cité, vici) répartis en trois aires géographiques (Centre, Est et Centre-Ouest), cette étude propose une présentation céramologique classique, mais aussi des modes d'analyse nouveaux comme le calcul d'un indice de romanisation pour évaluer et comparer le degré d'acculturation des ensembles retenus. Différentes méthodes statistiques, comme des sériations graphiques ou des analyses factorielles des correspondances, sont par ailleurs employées pour mettre en évidence les aspects qualitatifs du phénomène d'acculturation et décomposer son processus en trois niveaux principaux. Illustrés par des tableaux synoptiques et par des cartes, les résultats des calculs d'indices de romanisation permettent d'identifier différents facteurs favorisant de manière évidente la romanisation de la vaisselle dite de table, comme la proximité de la Provincia, une localisation sur un axe majeur (Rhône/Saône, Loire) ou le dynamisme de grands centres d'échanges fréquentés par les mercatores romains (l'oppidum de Bibracte, notamment). Ces traitements statistiques permettent également de mettre en évidence des retards dans l'acculturation de certains peuples qui pourraient s'expliquer par leur hostilité envers Rome. Le phénomène est notamment illustré par les Helvètes, voisins de la Transalpina depuis 120 av. J.-C., dont la vaisselle fine est très peu romanisée avant l'intégration de ce peuple dans l'Empire, puis atteint rapidement après cet événement des niveaux particulièrement élevés. L'auteur propose enfin des réflexions sur la portée réelle des phénomènes observés en termes de romanisation de la vie quotidienne, une mutation technique et stylistique des récipients n'impliquant pas forcément l'adoption de nouvelles pratiques alimentaires.

Redox dysregulation in schizophrenia : effect on myelination of cortical structures and connectivity

Cette thèse traite du rôle qu'un facteur de risque génétique développé chez les patients souffrant de schizophrénie, à savoir un déficit de la synthèse du glutathion, peut jouer dans les anomalies de la connectivité cérébrale trouvées chez ces patients. L'essentiel du travail a été consacré à évaluer la structure de la substance blanche dans l'ensemble du cerveau chez un modèle animal par une méthode similaire à celle utilisée en recherche clinique avec l'imagerie par résonance magnétique (IRM). Cette approche de translation inverse chez la souris knock-out de glutamate-cystéine ligase modulateur sous-unité (Gclm KO), avait l'objectif d'étudier l'effet des défenses redox déficientes sur le développement des connexions cérébrales, tout en excluant celui des facteurs non liés au génotype. Après avoir établi le protocole de recherche, l'influence d'une manipulation environnementale a également été étudiée. Pour effectuer une analyse statistique fiable des données d'IRM obtenues, nous .avons d'abord créé un atlas du cerveau de la souris afin de l'utiliser comme modèle pour une segmentation précise des différentes régions du cerveau sur les images IRM obtenues in vivo. Les données provenant de chaque région d'intérêt ont ensuite été étudiées séparément. La qualité de cette méthode a été évaluée dans une expérience de simulation pour déduire la puissance statistique réalisable dans chaque région en fonction du nombre d'animaux utilisés. Ces outils d'analyse nous ont permis d'évaluer l'intégrité de la substance blanche dans le cerveau des souris durant le développement grâce à une expérience longitudinale, en utilisant l'imagerie du tenseur de diffusion (DTI). Nous avons ainsi observé des anomalies dans les paramètres dérivés du tenseur (diffusivité et anisotropie) dans la Commissure Antérieure et le Fimbria/Fornix des souris Gclm KO, par rapport aux animaux contrôles. Ces résultats suggèrent une substance blanche endommagée dans ces régions. Dans une expérience électrophysiologique, Pascal Steullet a montré que ces anomalies ont des conséquences fonctionnelles caractérisées par une réduction de la vitesse de conduction dans les fibres nerveuses. Ces données renforcent les conclusions des analyses d'imagerie. Le mécanisme par lequel une dérégulation redox affecte la structure de la substance blanche reste encore à définir, car une analyse immunohistochimique des protéines constituantes de la couche de myéline des fibres concernées n'a pas donné de résultats concluants. Nous avons également constaté un élargissement des ventricules dans les jeunes souris Gclm KO, mais pas chez les adultes et des anomalies neurochimiques déjà connues chez ces animaux (Duarte et al. 2011), à savoir une réduction du Glutathion et une augmentation de l'acide N-acétylaspartique, de l'Alanine et du ratio Glutamine/Glutamate. Nous avons ensuite testé l'effet d'un stress environnemental supplémentaire, l'élevage en isolement social, sur le phénotype. Ce stress n'a eu aucun effet sur la structure de la substance blanche évaluée par DTI, mais a réduit la concentration de myo-Inositol et augmenté le ratio de Glutamine/Glutamate dans le cortex frontal. Nous avons aussi reproduit dans ce groupe indépendant d'animaux les effets du génotype sur le profil neurochimique, sur la taille des ventricules et aussi sur les paramètres dérivés du tenseur de diffusion dans le Fimbria/Fornix, mais pas dans la Commissure Antérieure. Nos résultats montrent qu'une dérégulation redox d'origine génétique perturbe la structure et la fonction de la substance blanche dans des régions spécifiques, causant ainsi l'élargissement des ventricules. Ces phénotypes rassemblent certaines caractéristiques neuro-anatomiques de la schizophrénie, mais les mécanismes qui en sont responsables demeurent encore inconnus. L'isolement social n'a pas d'effet sur la structure de la substance blanche évaluée par DTI, alors qu'il est prouvé qu'il affecte la maturation des oligodendrocytes. La neurochimie corticale et en particulier le rapport Glutamine/Glutamate a été affecté par le dérèglement redox ainsi que par l'isolement social. En conséquence, ce ratio représente un indice prometteur dans la recherche sur l'interaction du stress environnemental avec le déséquilibre redox dans le domaine de la schizophrénie. -- The present doctoral thesis is concerned with the role that a genetic risk factor for the development of schizophrenia, namely a deficit in Glutathione synthesis, may play in the anomalies of brain connectivity found in patients. Most of the effort was devoted to perform a whole-brain assessment of white matter structure in the Glutamate-Cysteine ligase modulatory knockout mouse model (Gclm KO) using Magnetic Resonance Imaging (MRI) techniques similar to those used in state-of-the-art clinical research. Such reverse translational approach taking brain imaging from the bedside to the bench aimed to investigate the role that deficient redox defenses may play in the development of brain connections while excluding all influencing factors beside the genotype. After establishing the protocol, the influence of further environmental manipulations was also studied. Analysis of MRI images acquired in vivo was one of the main challenges of the project. Our strategy consisted in creating an atlas of the mouse brain to use as segmentation guide and then analyze the data from each region of interest separately. The quality of the method was assessed in a simulation experiment by calculating the statistical power achievable in each brain region at different sample sizes. This analysis tool enabled us to assess white matter integrity in the mouse brain along development in a longitudinal experiment using Diffusion Tensor Imaging (DTI). We discovered anomalies in diffusivity parameters derived from the tensor in the Anterior Commissure and Fimbria/Fornix of Gclm KO mice when compared to wild-type animals, which suggest that the structure of these tracts is compromised in the KO mice. In an elegant electrophysiological experiment, Pascal Steullet has provided evidence that these anomalies have functional consequences in form of reduced conduction velocity in the concerned tracts, thus supporting the DTI findings. The mechanism by which redox dysregulation affects WM structure remains unknown, for the immunohistochemical analysis of myelin constituent proteins in the concerned tracts produced inconclusive results. Our experiments also detected an enlargement of the lateral ventricles in young but not adult Gclm KO mice and confirmed neurochemical anomalies already known to affect this animals (Duarte et al. 2011), namely a reduction in Glutathione and an increase in Glutamine/Glutamate ratio, N-acetylaspartate and Alanine. Using the same methods, we tested the effect of an additional environmental stress on the observed phenotype: rearing in social isolation had no effect on white matter structure as assessed by DTI, but it reduced the concentration of myo-Inositol and increased the Glutamine/Glutamate ratio in the frontal cortex. We could also replicate in this separate group of animals the effects of genotype on the frontal neurochemical profile, ventricular size and diffusivity parameters in the Fimbria/Fornix but not in the Anterior Commissure. Our data show that a redox dysregulation of genetic origin may disrupt white matter structure and function in specific tracts and cause a ventricular enlargement, phenotypes that resemble some neuroanatomical features of schizophrenia. The mechanism responsible remains however unknown. We have also demonstrated that environmental stress in form of social isolation does not affect white matter structure as assessed by DTI even though it is known to affect oligodendrocyte maturation. Cortical neurochemistry, and specifically the Glutamine to Glutamate balance was affected both by redox dysregulation and social isolation, and is thus a good target for further research on the interaction of redox imbalance and environmental stress in schizophrenia.

L'innovation médicale et son intégration dans les assurances sociales

[Table des matières] 1. Introduction. - 2. Innovation. - 3. L'innovation dans le monde médical. - 4. L'évaluation des technologies médicales [ETM]. - 5. L'ETM dans le système suisse LAMal. - 6. Innovation médicale dans l'assurance-accidents. - 7. Innovation médicale dans l'assurance-invalidité. - 8. Conclusion. - Annexe 1, Comparaison LAMal-LAA-LAI. - Annexe 2, Tableau synthétique des particularités. - Législations du système de santé publique. - Bibliographie et données statistiques

Analysis of space-time environmental data in complex regions

This thesis develops a comprehensive and a flexible statistical framework for the analysis and detection of space, time and space-time clusters of environmental point data. The developed clustering methods were applied in both simulated datasets and real-world environmental phenomena; however, only the cases of forest fires in Canton of Ticino (Switzerland) and in Portugal are expounded in this document. Normally, environmental phenomena can be modelled as stochastic point processes where each event, e.g. the forest fire ignition point, is characterised by its spatial location and occurrence in time. Additionally, information such as burned area, ignition causes, landuse, topographic, climatic and meteorological features, etc., can also be used to characterise the studied phenomenon. Thereby, the space-time pattern characterisa- tion represents a powerful tool to understand the distribution and behaviour of the events and their correlation with underlying processes, for instance, socio-economic, environmental and meteorological factors. Consequently, we propose a methodology based on the adaptation and application of statistical and fractal point process measures for both global (e.g. the Morisita Index, the Box-counting fractal method, the multifractal formalism and the Ripley's K-function) and local (e.g. Scan Statistics) analysis. Many measures describing the space-time distribution of environmental phenomena have been proposed in a wide variety of disciplines; nevertheless, most of these measures are of global character and do not consider complex spatial constraints, high variability and multivariate nature of the events. Therefore, we proposed an statistical framework that takes into account the complexities of the geographical space, where phenomena take place, by introducing the Validity Domain concept and carrying out clustering analyses in data with different constrained geographical spaces, hence, assessing the relative degree of clustering of the real distribution. Moreover, exclusively to the forest fire case, this research proposes two new methodologies to defining and mapping both the Wildland-Urban Interface (WUI) described as the interaction zone between burnable vegetation and anthropogenic infrastructures, and the prediction of fire ignition susceptibility. In this regard, the main objective of this Thesis was to carry out a basic statistical/- geospatial research with a strong application part to analyse and to describe complex phenomena as well as to overcome unsolved methodological problems in the characterisation of space-time patterns, in particular, the forest fire occurrences. Thus, this Thesis provides a response to the increasing demand for both environmental monitoring and management tools for the assessment of natural and anthropogenic hazards and risks, sustainable development, retrospective success analysis, etc. The major contributions of this work were presented at national and international conferences and published in 5 scientific journals. National and international collaborations were also established and successfully accomplished. -- Cette thèse développe une méthodologie statistique complète et flexible pour l'analyse et la détection des structures spatiales, temporelles et spatio-temporelles de données environnementales représentées comme de semis de points. Les méthodes ici développées ont été appliquées aux jeux de données simulées autant qu'A des phénomènes environnementaux réels; nonobstant, seulement le cas des feux forestiers dans le Canton du Tessin (la Suisse) et celui de Portugal sont expliqués dans ce document. Normalement, les phénomènes environnementaux peuvent être modélisés comme des processus ponctuels stochastiques ou chaque événement, par ex. les point d'ignition des feux forestiers, est déterminé par son emplacement spatial et son occurrence dans le temps. De plus, des informations tels que la surface bru^lée, les causes d'ignition, l'utilisation du sol, les caractéristiques topographiques, climatiques et météorologiques, etc., peuvent aussi être utilisées pour caractériser le phénomène étudié. Par conséquent, la définition de la structure spatio-temporelle représente un outil puissant pour compren- dre la distribution du phénomène et sa corrélation avec des processus sous-jacents tels que les facteurs socio-économiques, environnementaux et météorologiques. De ce fait, nous proposons une méthodologie basée sur l'adaptation et l'application de mesures statistiques et fractales des processus ponctuels d'analyse global (par ex. l'indice de Morisita, la dimension fractale par comptage de boîtes, le formalisme multifractal et la fonction K de Ripley) et local (par ex. la statistique de scan). Des nombreuses mesures décrivant les structures spatio-temporelles de phénomènes environnementaux peuvent être trouvées dans la littérature. Néanmoins, la plupart de ces mesures sont de caractère global et ne considèrent pas de contraintes spatiales com- plexes, ainsi que la haute variabilité et la nature multivariée des événements. A cet effet, la méthodologie ici proposée prend en compte les complexités de l'espace géographique ou le phénomène a lieu, à travers de l'introduction du concept de Domaine de Validité et l'application des mesures d'analyse spatiale dans des données en présentant différentes contraintes géographiques. Cela permet l'évaluation du degré relatif d'agrégation spatiale/temporelle des structures du phénomène observé. En plus, exclusif au cas de feux forestiers, cette recherche propose aussi deux nouvelles méthodologies pour la définition et la cartographie des zones périurbaines, décrites comme des espaces anthropogéniques à proximité de la végétation sauvage ou de la forêt, et de la prédiction de la susceptibilité à l'ignition de feu. A cet égard, l'objectif principal de cette Thèse a été d'effectuer une recherche statistique/géospatiale avec une forte application dans des cas réels, pour analyser et décrire des phénomènes environnementaux complexes aussi bien que surmonter des problèmes méthodologiques non résolus relatifs à la caractérisation des structures spatio-temporelles, particulièrement, celles des occurrences de feux forestières. Ainsi, cette Thèse fournit une réponse à la demande croissante de la gestion et du monitoring environnemental pour le déploiement d'outils d'évaluation des risques et des dangers naturels et anthro- pogéniques. Les majeures contributions de ce travail ont été présentées aux conférences nationales et internationales, et ont été aussi publiées dans 5 revues internationales avec comité de lecture. Des collaborations nationales et internationales ont été aussi établies et accomplies avec succès.

Avaliação do perfil de trabalhadores e de condições ergonômicas na atividade de produção de carvão vegetal em bateria de fornos de superfície do tipo "rabo-quente"

Esta pesquisa foi desenvolvida no ambiente de trabalho da produção de carvão vegetal em bateria de fornos de superfície do tipo "rabo-quent"e, localizado na latitude de 17·27' oeste e longitude de 45º11' sul no Estado de Minas Gerais, nos meses de março a junho de 2003. O objetivo geral foi avaliar o perfil de trabalhadores e as condições ergonômicas na atividade de produção de carvão vegetal em bateria de fornos de superfície do tipo "rabo-quente". Os objetivos específicos foram: a) avaliar as características pessoais, sociais, econômicas e profissionais do operador; b) estudar o clima do local de trabalho (temperatura); e c) analisar a capacidade aeróbica do trabalhador. A metodologia empregada foi a proposta por Couto (1996) Apud (1987) e Sant'anna (1998). Pela análise dos dados, pôde-se concluir que o indivíduo da amostra era jovem, mestiço, casado, com poucos filhos e poucos dependentes financeiros, baixo nível de escolaridade, estatura média de 171,40 cm e média de peso corporal de 68,40 kg, 20% de analfabetos, de origem predominantemente rural e que professava a religião Católica. O valor do Indice de Bulbo Úmido Termômetro de Globo (IBUTG) encontrado no ambiente de produção de carvão vegetal estava de acordo com a NR 15. A capacidade aeróbica em mililitros de oxigênio por quilograma por minuto apresentou valor médio igual a 35,17 (ml02/kg/min); o menor valor foi igual a 30,56 (ml 02/kg/min) e o maior, igual a 39,23 (ml02/kg/min).

Efeito de queimadas sobre a estrutura e composição da comunidade vegetal lenhosa do cerrado sentido restrito em Caldas Novas, GO

Considerando que o regime de queima é um dos principais fatores que alteram a estrutura e composição de espécies de uma comunidade vegetal, este trabalho teve como objetivo analisar o efeito do fogo na composição florística e estrutura da vegetação lenhosa de Cerrado sentido restrito no Parque Estadual da Serra de Caldas Novas (PESCAN), Goiás, submetida a diferentes regimes de queima. Foram utilizadas duas áreas de Cerrado sentido restrito: uma delas submetida ao fogo em 2002 e 2006 e outra sem a passagem do fogo nessas duas épocas. Em cada área foram estabelecidas 25 parcelas de 20 x 20 m, sendo incluídas no estudo todas as árvores (C30>15 cm). As duas áreas estudadas apresentaram composição florística similar, evidenciada pelo Coeficiente de Sorensen, o qual encontrou 84% de similaridade na composição florística entre as áreas. Entretanto, a estrutura da vegetação apresentou diferenças relevantes, evidenciada pelo Indice de Similaridade de Bray Curtis, o qual obteve valor de 0,67, que foi refletido por mudanças na estrutura das comunidades estudadas. A área queimada apresentou menor número de indivíduos, de espécies, menor valor de área basal e, por conseguinte, do Índice de Diversidade de Shannon (H') e Equabilidade (J'). Nesse sentido, provavelmente a frequência das queimadas ocorridas na área não foram suficientes para evidenciar o efeito do fogo no processo de alteração na composição das espécies lenhosas. Entretanto, o fogo exerceu papel relevante na modificação da estrutura da vegetação.

Composição corporal na desnutrição causada por câncer e doenças benignas do aparelho digestivo

A perda de peso é comum em uma grande variedade de doenças, particularmente entre as neoplasias. O objetivo deste estudo foi o de comparar a composição corporal de pacientes desnutridos portadores de câncer ou doenças benignas do aparelho digestivo, através da impedância bioelétrica. Foram avaliados 35 pacientes desnutridos (Indice de massa corporal < 18,5), de 22 a 70 anos, 26 (74,3%) do sexo masculino e nove (25,7%) do sexo feminino, sendo 17 (48,6%) portadores de neoplasias e 18 (51,4%) com doenças benignas. O grupo com neoplasia apresentou idade superior ao de doenças benignas (55,5±10,4 vs 39,8±9,9; p<0,05). O percentual de perda de peso e os valores de albumina sérica não foram diferentes entre os grupos. O percentual de gordura corporal, de massa magra e de água corporal também não diferiu significantemente. Conclui-se que a variação da composição corporal não é diferente em pacientes desnutridos portadores de doença neoplásica ou benigna do aparelho digestivo, quando eliminada a interferência causada por diferentes graus de perda ponderal.

Dopplervelocimetria dos Compartimentos Arterial e Venoso da Circulação Fetal e Umbilical em Gestação de Alto-Risco: Análise dos Resultados Perinatais

Objetivos: estudar o perfil hemodinâmico fetal em gestantes de alto risco e avaliar a relação das suas alterações com os resultados perinatais. Métodos: realizou-se estudo prospectivo transversal em 108 gestantes atendidas no ambulatório de pré-natal da Clínica Obstétrica do HCFMUSP. Tais gestantes foram encaminhadas ao Setor de Avaliação de Vitalidade Fetal, onde foram submetidas à dopplervelocimetria das artérias umbilicais, cerebral média, aorta, ducto venoso e veia cava inferior. Os critérios de inclusão foram gestantes que apresentavam qualquer doença ou intercorrência na gravidez encaminhadas para avaliação da vitalidade fetal, nas quais a resolução da gestação ocorreu nas próximas 24 horas após os exames. Foram excluídas as pacientes com gestação gemelar ou com malformação fetal. Resultados: as repercussões hemodinâmicas na circulação fetal foram demonstradas pela observação de alterações na dopplervelocimetria das artérias umbilicais, aorta, artéria cerebral média, ducto venoso e veia cava inferior. Valores alterados do índice de pulsatilidade (IP) da artéria umbilical foram observados em 25,9% dos casos, da aorta em 24,0% e da artéria cerebral média em 34,2%. O IPV do ducto venoso estava alterado em 18,2% dos casos e o da veia cava inferior em 46,6%. Os segmentos da circulação fetal que melhor se correlacionaram com os resultados perinatais foram a artéria umbilical e o ducto venoso. O IP alterado da artéria umbilical correlacionou-se significativamente com índices de Apgar de 1º minuto inferior a 7 em 42,8% e com necessidade de UTI neonatal em 50,0% dos casos. O IPV (indice de pulsatilidade para veias) do ducto venoso alterado apresentou associação significativa com o índice de Apgar de 1º minuto inferior a 7 (52,6%), Apgar de 5º minuto inferior a 7 (15,7%), acidemia no nascimento (60,0%), necessidade de UTI neonatal (52,6%) e óbito neonatal (21,1%). Os valores de predição da alteração do IPV do ducto venoso para o diagnóstico de acidemia foram: sensibilidade de 39,1; especificidade de 90,4; valor preditivo positivo de 60,0 e valor preditivo negativo de 80,2. Conclusão: a dopplervelocimetria permite avaliar a hemodinâmica fetal nas mais variadas situações e o estudo do ducto venoso constitui exame importante na avaliação das alterações hemodinâmicas decorrentes da hipoxia fetal.

Atividade de três drogas antivirais sobre os herpesvírus bovino tipos 1, 2 e 5 em cultivo celular

A atividade de três fármacos antivirais (Aciclovir [ACV], Ganciclovir [GCV] e Foscarnet [PFA]) foi testada in vitro frente aos herpesvírus bovino tipos 1 (BoHV-1), 2 (BoHV-2) e 5 (BoHV-5). Para isso, utilizou-se o teste de reducao de placas virais em cultivo celular, testando-se diferentes concentracoes dos farmacos frente a 100 doses infectantes para 50% dos cultivos celulares (DICC50) dos respectivos virus. Pelo teste de MTT (3-(4,5-Dimethylthiazol- 2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium bromide), verificou-se que concentracoes inferiores a 200ƒÊg/mL dos tres antivirais resultaram em indices de viabilidade de celulas MDBK e Hep2 superiores a 80%. Com base na concentracao citotoxica para 50% das celulas (CC50) e na concentracao dos farmacos efetiva para inibir em 50% o numero de placas virais (EC50), calculou-se o indice de seletividade (IS) dos antivirais para os tres herpesvirus. Assim, o ACV demonstrou ser moderadamente ativo frente ao BoHV-1 (EC50: 112,9ƒÊg/mL e IS: 4,5), ao BoHV-2 (EC50: 114,2 ƒÊg/mL e IS: 4,5) e BoHV-5 (EC50: 96,9ƒÊg/mL e IS: 5,3). O GCV apresentou atividade moderada frente ao BoHV-2 (EC50: 33,5ƒÊg/mL e IS: 16,6) e, em menor grau, contra o BoHV-5 (EC50: 123,2ƒÊg/mL e IS: 4,5), sendo ineficaz frente ao BoHV-1 (EC50: 335,8ƒÊg/mL e IS: 1,7). O PFA apresentou atividade antiviral mais pronunciada, sendo o unico farmaco que, na concentracao de 100ƒÊg/mL, inibiu completamente a producao de placas pelos tres virus testados. O PFA foi o mais efetivo in vitro frente ao BoHV-1 (EC50: 29,5ƒÊg/mL e IS: 42,2), ao BoHV-2 (EC50: 45,2ƒÊg/mL e IS: 27,6) e ao BoHV-5 (EC50: 7,8ƒÊg/mL e IS: 160,6). Portanto, os resultados obtidos indicam que o PFA pode se constituir em um candidato para terapia experimental de infeccoes pelos herpesvirus de bovinos in vivo.

Evaluacion del crecimiento de plántulas de cultivares de girasol con diferentes proporciones de acidos oleico/linoleico en respuesta a la baja temperatura

El objetivo de este trabajo fue estudiar el vigor a baja temperatura de semillas de girasol con diferente proporción de los ácidos oleico/linoleico, a través de la evaluación del crecimiento de plántulas (pesos secos aéreo y radicular y indice raíz/aéreo) y el tiempo medio de germinación. La proporción oleico/ linoleico de las semillas no se relacionó con el tiempo medio de germinación ni con las variables de crecimiento medidas, ni a temperatura óptima ni a baja temperatura. Los pesos secos aéreo y radicular fueron mayores, en general, en el grupo Alto Linoleico. Sin embargo la variación dentro de cada grupo no permitió asociar la respuesta a la baja temperatura con la composición acídica de los cultivares. Dichas variables se relacionaron con el peso seco de las semillas. Se evidenció respuesta diferencial a la bajas temperatura de las porciones aérea y radicular, con la consiguiente modificación del indice raíz aéreo, variable que tampoco mostró asociación con la composición acídica de los cultivares.

UN CONFRONTO RICORRENTE NELLA CULTURA CATTOLICA: IL CASO GALILEI ED IL CASO ROSMINI

Le espressioni "caso Galilei" e "questione galileiana" inducono gli studiosi a riflettere su un'analoga condanna, emessa dagli organismi repressivi della Chiesa cattolica, circa duecentocinquant'anni dopo la condanna di Galilei, contro un sacerdote il quale aveva cercato una conciliazione tra l'avanzamento nella riflessione filosofico-scientifica e la via della tradizione. Antonio Rosmini-Serbati fu condannato nel 1887 con il Decreto Post obitum del Santo Uffizio. A tale sentenza egli non poté sottomettersi come Galilei, in quanto era morto da ormai trentadue anni. Rosmini, prima della sua dipartita (1855), aveva avuto dalla Chiesa il dispiacere di una condanna all'Indice di due sue opere (1849); aveva tuttavia ricevuto l'assoluzione su tutta la linea circa la sua produzione filosofico-teologica (1854). Dopo la morte i suoi avversari impugnarono questa decisione ufficiale della Chiesa, riuscendo a farlo condannare. Anche per Rosmini gli storici parlano di "questione rosminiana", e di "caso Rosmini". Nel presente articolo si confrontano le dimensioni delle due "questioni", e si rileva che la "riabilitazione" di Rosmini è passata attraverso una Nota della Congregazione per la Dottrina della Fede (2001), mentre nessun pronunciamento ufficiale ha "riabilitato" Galilei, verso il quale la cultura cattolica è stata largamente favorevole.