Basal cell carcinoma - molecular biology and potential new therapies.

Basal cell carcinoma (BCC) of the skin, the most common malignancy in individuals of mixed European descent, is increasing in incidence due to an aging population and sun exposure habits. The realization that aberrant activation of Hedgehog signaling is a pathognomonic feature of BCC development has opened the way for exciting progress toward understanding BCC biology and translation of this knowledge to the clinic. Genetic mouse models closely mimicking human BCCs have provided answers about the tumor cell of origin, and inhibition of Hedgehog signaling is emerging as a potentially useful targeted therapy for patients with advanced or multiple BCCs that have hitherto lacked effective treatment.

Molecular genetics of narcolepsy

1 Abstract Sleep is a vital necessity, yet its basic physiological function is still unknown, despite numerous studies both in healthy humans and animal models. The study of patients with sleep disorders may help uncover major biological pathways in sleep regulation and thus shed light on the actual function of sleep. Narcolepsy is a well defined but rare sleep disorder characterized by excessive daytime sleepiness and cataplexy, thought to be caused by a combination of genetic and environmental factors. The aim of this work was to identify genes or genetic variants, which contribute to the pathogenesis of sporadic and familial narcolepsy. Sporadic narcolepsy is the disorder with the strongest human leukocyte antigen (HLA) association ever reported. Since the associated HLA-DRB1 *1501-DQB1 *0602 haplotype is common in the general population (15-25%), it has been suggested that it is necessary but not sufficient for developing narcolepsy. To further define the genetic basis of narcolepsy risk, we performed a genome-wide association study (GWAS) in 562 European individuals with narcolepsy (cases) and 702 ethnically matched controls, with independent replication in 370 cases and 495 controls, all heterozygous for DRB1*1501-DQB1*0602. We found association with a protective variant near HLA-DQA2. Further analysis revealed that the identified SNP is strongly linked to DRB1*03-DQB1*02 and DRBΠ 301-DQB1*0603. Cases almost never carried a trans DRB1*1301-DQB1*0603 haplotype. This unexpected protective HLA haplotype suggests a causal involvement of the HLA region in narcolepsy susceptibility. Familial cases of narcolepsy account for 10% of all narcolepsy cases. However, due to low number of affected family members, narcolepsy families are usually not eligible for genetic linkage studies. We identified and characterized a large Spanish family with 11 affected family members representing the largest ever reported narcolepsy family. We ran a genetic linkage analysis using DNA of 11 affected and 15 unaffected family members and hereby identified a chromosomal candidate region on chromosome 6 encompassing 163 kb with a maximum multipoint LOD score of 5.02. The coding sequences of 4 genes within this haplotype block as well as 2 neighboring genes were screened for pathogenetic mutations in 2 affected and 1 healthy family members. So far no pathogenic mutation could be identified. Further in-depth sequencing of our candidate region as well as whole genome exome sequencing are underway to identify the pathogenic mutation(s) in this family and will further improve our understanding of the genetic basis of narcolepsy. 2 Résumé Le sommeil est un processus vital, dont la fonction physiologique est encore inconnue, malgré de nombreuses études chez des sujets humains sains ainsi que dans des modèles animaux. L'étude de patients souffrant de troubles du sommeil peut permettre la découverte de voies biologiques jouant un rôle majeur dans la régulation du sommeil. L'un de ces troubles, la narcolepsie, est une maladie rare mais néanmoins bien définie, caractérisée par une somnolence diurne excessive accompagnée de cataplexies. Les connaissances actuelles suggèrent qu'une combinaison de facteurs génétiques et environnementaux en est à l'origine. Le but du présent travail était d'identifier !e(s) gène(s) ou les polymorphismes constituant des facteurs de risque dans les formes sporadique et familiale de narcolepsie. La narcolepsie sporadique est la maladie possédant la plus forte association avec le complexe majeur d'histocompatibilité humain (HLA) jamais reportée. La fréquence au sein de la population générale de l'haplotype associé HLA-DRB1*1501- DQB1*0602 (15-25%) suggère que ce dernier est nécessaire, mais pas suffisant, pour (e développement de la maladie. Nous avons voulu approfondir la recherche de facteurs génétiques augmentant le risque de la narcolepsie. A cette fin, nous avons entrepris une étude d'association à l'échelle du génome (genome-wide association study, GWAS) parmi 562 sujets narcoleptiques européens (cas) et 702 individus contrôle de même origine ethnique et nous avons trouvé une association avec un variant protecteur près du gène HLA- DQA2. Ce résultat a été répliqué indépendamment dans 370 cas et 495 contrôles, tous hétérozygotes au locus DRB1*1501-DQB1*0602. Une analyse plus fine montre que le polymorphisme identifié est fortement lié aux allèles DRB1*03-DQB1*02 et DRB1*1301-DQB1*0603. Nous notons que seul un cas était porteur d'un haplotype en trans DRB1*1301-DQBr0603. La découverte de cet allele HLA protecteur suggère que la région HLA joue un rôle causal dans la susceptibilité à la narcolepsie. Dix pourcents des cas de narcolepsie sont familiaux. Cependant, le faible nombre de membres affectés rend ces familles inéligibles pour des études de liaison génétique. Nous avons identifié et caractérisé une grande famille espagnole, dont 11 membres sont atteints par la maladie, ce qui représente la plus grande famille narcoleptique rapportée jusqu'à ce jour. A partir de l'ADN de 11 membres atteints et 15 non- atteints, nous avons identifié par étude de liaison une région candidate de 163 kîlobases (kb) sur le chromosome 6, correspondant à un LOD score multipoints de 5.02. Nous avons cherché, sans succès, des mutations pathogéniques dans la séquence codante de deux gènes situés à l'intérieur de ce segment, ainsi que 4 gènes adjacents. Un séquençage plus approfondi de la région ainsi que le séquençage des exons de tout le génome est en cours et doit s'avérer plus fructueux et révéler la ou tes mutation(s) pathogénique(s) dans cette famille, ce qui contribuerait à une meilleure compréhension des causes génétiques de la narcolepsie. 3 Résumé pour un large public Le sommeil est une nécessité vitale, dont le rôle physiologique exact reste inconnu malgré de nombreuses études sur des sujets humains sains ainsi que sur des modèles animaux. C'est pourquoi les troubles du sommeil intéressent les chercheurs, car l'élucidation des mécanismes responsables peut permettre de mieux comprendre le fonctionnement du sommeil normal. La narcolepsie est une maladie du sommeil caractérisée par une somnolence diurne excessive. Les personnes atteintes peuvent s'endormir involontairement à tout moment de la journée, et souffrent également de pertes du tonus musculaire (cataplexie) lors de fortes émotions, par exemple un fou rire. La narcolepsie est une maladie rare, apparaissant dans 1 personne sur 2000. Les connaissances actuelles suggèrent qu'une combinaison de facteurs génétiques et environnementaux en est à l'origine. Nous avons voulu identifier les facteurs génétiques influençant le déclenchement de la maladie, d'abord dans sa forme sporadique, puis dans une famille comptant de nombreux membres atteints. En comparant les variations génétiques de près de 1000 sujets narcoleptiques européens avec ceux de 1200 individus sains, nous avons trouvé chez 30% de ces derniers un variant protecteur, qui diminue de 50 fois le risque de développer la maladie, ce qui constitue le plus puissant facteur génétique protecteur décrit à ce jour. Nous avons ensuite étudié une grande famille espagnole comptant une trentaine de membres, dont 11 sont atteints de narcolepsie. De nouveau, nous avons comparé les variations génétiques des membres atteints avec ceux des membres sains. Nous avons ainsi pu identifier une région dans le génome où se trouverait le(s) gène(s) impliqué(s) dans la maladie dans cette famille, mais n'avons pas encore trouvé le(s) variant(s) exact(s). Une étude plus approfondie devrait permettre de P(les) identifier et ainsi contribuer à l'élucidation des mécanismes menant au développement de la narcolepsie.

Tumor localization of radiolabeled antibodies against carcinoembryonic antigen in patients with carcinoma: a critical evaluation.

Purified, [131I]-labeled goat antibodies against carcinoembryonic antigen, which have been shown to localize in human carcinoma in nude mice, were injected into 27 patients with carcinoma. Patients were scanned with a scintillation camera at various intervals. In 11 patients, radioactivity was detectable in the tumor 48 hours after injection. Computerized subtraction of blood-pool radioactivity provided clearer pictures in positive cases, but in 16 patients the scans remained doubtful or negative. To study the specificity of [131I]-antibody localization, we gave some patients simultaneous injections of [125I]-labeled normal IgG. Both isotopes were measured by means of scintillation counting in tumors and normal tissues recovered after surgery. The results demonstrated that only the anti-CEA antibodies localized in tumors. However, the total antibody-derived radioactivity in the tumor was only about 0.001 of the injected dose. We conclude that, despite the present demonstration of specificity, this method of tumor detection is not yet clinically useful.

Elevated hepatocyte paraffin 1 and neprilysin expression in hepatocellular carcinoma are correlated with longer survival

Résumé de l'article Le carcinome hépatocellulaire reste une tumeur maligne de mauvais pronostic. Le but de cette étude rétrospective est d'étudier l'expression immunohistochimique semi-quantitative d'Hep Par 1 (hepatocyte paraffin 1) et de CD 10 (CALLA ou neprilysin) et leur valeur pronostique sur un collectif de 97 patients avec un carcinome hépatocellulaire traité à visée curative. Hep Par 1 réagit avec un épitope spécifique de l'hépatocyte au niveau de la membrane mitochondriale et se présente sous forme d'un marquage cytoplasmique diffus d'intensité variable, le foie non tumoral exprimant un marquage granulaire servant de contrôle interne positif. Le CD 10 correspond ä une metallopeptidase de la membrane cellulaire participant au processus de sécrétion hormonale et l'immunoréaction colore spécifiquement la portion luminale des canalicules biliaires du foie non tumoral, qui sert ainsi de contrôle interne positif. Le foie tumoral exprime ou non un marquage canaliculaire (CD 10 can), similaire au foie non tumoral, ou cytoplasmique (CD 10 cyt). Le marquage immunohistochimique est quantifié pour les 3 différents marqueurs (Hep Par 1, CD10 can et CD10 cyt) en fonction du pourcentage de cellules tumorales positives (score de 0 à 3 établi pour chaque marqueur immunohistochimique). L'élaboration d'un score combiné immunohistochimique (CIS) est obtenu en additionnant les scores d'Hep Par 1 et de CD10 con et en soustrayant le score de CD10 cyt. Dans l'analyse univariée, la survie globale des patients est prolongée de manière significative en cas de forte expression tumorale par Hep Par 1 (p=0,0005) et CD10 can (p=0,02). Dans l'analyse multivariée, la combinaison du CIS avec les autres paramètres histopathologiques pronostiques classiques du carcinome hépatocellulaire comme la taille tumorale, l'invasion vasculaire, la multifocalité de la tumeur et le grade tumoral montre que le score immunohistochimique combiné (CIS) reste le facteur pronostique le plus important (p=0,001). Les patients avec un CIS bas (<4) avec une survie moyenne de 17 mois ont 3,5 fois plus de risque de décès comparés à ceux avec un CIS élevé (>4) avec une survie moyenne de plus de 80 mois. En conclusion, une expression immunohistochimique élevée d'Hep Par 1 et de CD10 can en l'absence d'expression de CD10 cyt sont des facteurs pronostiques favorables pour les patients présentant un carcinome hépatocellulaire. La combinaison des marqueurs immunohistochimiques dans un score combiné pourrait être utilisé dans la prise en charge des patients avec un hépatocarcinome àvisée curative. Toutefois des études prospectives restent nécessaires pour confirmer l'utilité pronostique du CIS.

Effects of preset sequential administrations of sunitinib and everolimus on tumour differentiation in Caki-1 renal cell carcinoma.

BACKGROUND: Sunitinib (VEGFR/PDGFR inhibitor) and everolimus (mTOR inhibitor) are both approved for advanced renal cell carcinoma (RCC) as first-line and second-line therapy, respectively. In the clinics, sunitinib treatment is limited by the emergence of acquired resistance, leading to a switch to second-line treatment at progression, often based on everolimus. No data have been yet generated on programmed alternating sequential strategies combining alternative use of sunitinib and everolimus before progression. Such strategy is expected to delay the emergence of acquired resistance and improve tumour control. The aim of our study was to assess the changes in tumours induced by three different sequences administration of sunitinib and everolimus. METHODS: In human Caki-1 RCC xenograft model, sunitinib was alternated with everolimus every week, every 2 weeks, or every 3 weeks. Effects on necrosis, hypoxia, angiogenesis, and EMT status were assessed by immunohisochemistry and immunofluorescence. RESULTS: Sunitinib and everolimus programmed sequential regimens before progression yielded longer median time to tumour progression than sunitinib and everolimus monotherapies. In each group of treatment, tumour growth control was associated with inhibition of mTOR pathway and changes from a mesenchymal towards an epithelial phenotype, with a decrease in vimentin and an increase in E-cadherin expression. The sequential combinations of these two agents in a RCC mouse clinical trial induced antiangiogenic effects, leading to tumour necrosis. CONCLUSIONS: In summary, our study showed that alternate sequence of sunitinib and everolimus mitigated the development of mesenchymal phenotype compared with sunitinib as single agent.

Streptabody, a high avidity molecule made by tetramerization of in vivo biotinylated, phage display-selected scFv fragments on streptavidin.

Phage display is a powerful method of isolating of antibody fragments from highly diverse naive human antibody repertoires. However, the affinity of the selected antibodies is usually low and current methods of affinity maturation are complex and time-consuming. In this paper, we describe an easy way to increase the functional affinity (avidity) of single chain variable fragments (scFvs) by tetramerization on streptavidin, following their site-specific biotinylation by the enzyme BirA. Expression vectors have been constructed that enable addition of the 15 amino acid biotin acceptor domain (BAD) on selected scFvs. Different domains were cloned at the C-terminus of scFv in the following order: a semi-rigid hinge region (of 16 residues), the BAD, and a histidine tail. Two such recombinant scFvs directed against the carcinoembryonic antigen (CEA) were previously selected from human non-immune and murine immune phage display libraries. The scFvs were first synthesized in Escherichia coli carrying the plasmid encoding the BirA enzyme, and then purified from the cytoplasmic extracts by Ni-NTA affinity chromatography. Purified biotinylated scFvs were tetramerized on the streptavidin molecule to create a streptabody (StAb). The avidity of various forms of anti-CEA StAbs, tested on purified CEA by competitive assays and surface plasmon resonance showed an increase of more than one log, as compared with the scFv monomer counterparts. Furthermore, the percentage of direct binding of 125I-labeled StAb or monomeric scFv on CEA-Sepharose beads and on CEA-expressing cells showed a dramatic increase for the tetramerized scFv (>80%), as compared with the monomeric scFv (<20%). Interestingly, the percentage binding of 125I-labeled anti-CEA StAbs to CEA-expressing colon carcinoma cells was definitely higher (>80%) than that obtained with a reference high affinity murine anti-CEA mAb (30%). Another advantage of using scFvs in a StAb format was demonstrated by Western blot analysis, where tetramerized anti-CEA scFv could detect a small quantity of CEA at a concentration 100-fold lower than the monomeric scFv.

Tumor-necrosis factor can enhance radio-antibody uptake in human colon carcinoma xenografts by increasing vascular permeability.

Marked differences in the tumor uptake of a 125I-labeled monoclonal antibody (MAb) directed against carcinoembryonic antigen (CEA) were observed in 4 serially transplanted human colorectal carcinomas in nude mice. A comparative study showed that elevated values of measurable tumor vascular parameters, such as permeability, blood flow and blood volume, correlated better with high MAb tumor uptake than the concentration of target antigen in the tumor. In an attempt to modify the vascular parameters and to determine if this could increase antibody uptake by the tumor, rhTNF alpha (TNF) was injected i.t. or i.v. and antibody localization experiments were performed immediately thereafter. Results showed that the permeability of the tumor vessels increased 8 to 10 fold 1 hr after i.t. injection of TNF as compared to control tumors injected with saline. Tumor uptake of 125I-labeled anti-CEA MAb, was 3 times higher 2 hr after i.v. injection and still 27% higher 22 hr later, as compared to results from controls. Intravenous injection of TNF simultaneously with the 125I-labeled anti-CEA MAb also resulted in a 2-fold increase in tumor uptake 4 hr after injection, but the increase was no longer significant 24 hr after injection. Interestingly after i.v. injection of TNF, the MAb concentration in the blood and other normal tissues, such as liver, kidneys, lungs and heart was decreased, resulting in significantly higher ratios of tumor to normal tissue. Taken together the results demonstrate that injection of TNF can increase tumor vascular permeability and improve radio-antibody uptake. This raises the possibility of increasing the radiation dose delivered by antibody to the tumor in the course of radioimmunotherapy.

Naevus naevocellulaire achrome palpébral prenant l'aspect d'un carcinome basocellulaire [Nevus mimicking a basal cell carcinoma of the eyelid].

A clinicopathologic case of a 41-year-old female patient exhibited a single cutaneous tumor at the inner part of the free margin of the inferior left eyelid. It was a pink, fleshy, and nodular well-circumscribed exophytic mass with thin vessels on its surface. Experienced already for 20 years, this lesion had been observed 6 years before and has not exhibited much change since then. However, its clinical appearance argued for a possible small basal cell carcinoma, which had grown over the inferior left lachrymal duct. After surgical removal, histopathology showed that the tumor was an amelanotic dermal nevus. No disturbance of lachrymal drainage was observed after surgery. This case shows that nodular amelanotic tumors of the eyelid, even when located on the inner segment of the eyelid, may be a nevus.

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In 1959, Swerdlow reported a case of a 27-year-old woman with a pelvic tumour that seemed to arise from the peritoneum, in the presence of normal ovaries, fallopian tubes and uterus, and that was histologically similar to papillary serous carcinoma of the ovary [52]. Since then several authors have described this disease using different names, such as extraovarian primary peritoneal carcinoma (EOPPC), peritoneal papillary serous carcinoma, peritoneal adenocarcinoma of Müllerian type, serous surface papillary carcinoma, normal sized ovary carcinoma syndrome, peritoneal mesothelioma, and primary peritoneal carcinoma. This illustrates the confusion about definition, histogenesis and clinicopathologic features of this entity. In 1993, in an attempt to sort out these confounding variables, the Gynecologic Oncology Group (GOG) developed criteria to define EOPPC: - Both ovaries must be either physiologically normal in size or enlarged by a benign process. - The involvement in extraovarian sites must be greater than the involvement on the surface of either ovary. - Microscopically, the ovarian component must be one of the following: non existent; confined to ovarian surface epithelium with no evidence of cortical invasion; involving ovarian surface epithelium and underlying cortical stroma but with tumour size less than 5x5mm within ovarian substance with or without surface disease. The histological and cytological characteristics of the tumour must be predominantly of the serous type that is similar or identical to ovarian serous adenocarcinoma of any grade [8, 55].

Genetic association analyses reveal a role for vitamin D insufficiency in hepatitis C virus-associated hepatocellular carcinoma development

Background: V itamin D insufficiency has been associated with the occurrence of various types of cancer, but causal relationships remain elusive. Methods: Associations between t he r isk o f HCV-related HCC development and CYP2R1 , GC, and DHCR7 genotypes, which are genetic determinants of reduced 25-OH-vitamin D3 (25[OH]D3) serum levels, were determined. Results: A t otal of 5604 HCV-infected patients, 1279 with a nd 4325 without progression to HCC, w ere identified. The well-known association between 25(OH)D3 s erum levels and variations in CYP2R1 ( rs1993116, rs10741657), GC ( rs2282679), a nd DHCR7 ( rs7944926, rs12785878) g enotypes was also apparent in patients w ith chronic hepatitis C. The same genotypes of t hese single nucleotide polymorphisms (SNPs), w hich are associated with reduced 25(OH)D3 s erum levels, were significantly associated with HCV-associated HCC (P=0.07 [OR=1.13] for CYP2R1 , P=0.007 [OR=1.56] for GC, P=0.003 [OR=1.42] for DHCR7; ORs for risk genotypes). In contrast, no association between t hese genetic variations and the o utcome of antiviral therapy with pegylated interferon-α and ribavirin ( P>0.2 for e ach SNP) or liver fibrosis progression rate (P>0.2 for each SNP) was observed, s uggesting a specific influence o f the genetic d eterminants of 25(OH)D3 s erum levels o n hepatocarcinogenesis. Conclusions: Our data suggest a relatively weak but functionally relevant role for vitamin D in the prevention of HCV-related HCC development. Controlled clinical trials to assess the benefit of vitamin D supplementation in HCVinfected patients with advanced liver fibrosis or cirrhosis are warranted.

Population genetics of Capercaillie (Tetrao urogallus) in the Jura and the Pyrenees: a non-invasive approach to avian conservation genetics

RÉSUMÉ Le Grand tétras est un galliforme de montagne apparenté au faisan et au tétras lyre. Il est distribué de manière continue à travers la toundra et les montagnes de moyenne altitude en Europe de l'ouest. Toutefois, les populations d'Europe de l'ouest ont subi un déclin constant au cours des derniers siècles. Les causes de ce déclin sont probablement liées à l'activité humaine, telle .que l'élevage ou le tourisme, qui ont engendré une modification et une fragmentation de l'habitat de l'espèce. Malheureusement, les populations soumises à de forts déclins démographiques peuvent subir des effets génétiques (augmentation de la consanguinité et perte de diversité génétique) pouvant diminuer leur potentiel de reproduction et conduire irrémédiablement à l'extinction. Cette thèse présente les analyses conduites dans le but d'estimer l'impact du déclin démographique des populations de Grand tétras sur l'étendue et la distribution de leur variabilité génétique dans le Jura et dans les Pyrénées. Du fait de la législation locale protégeant les tétraonidés en général, mais également en raison de la biologie très cryptique du Grand tétras, l'ensemble des analyses de cette étude a été réalisé à partir de matériel génétique extrait des fientes (ou échantillonnage génétique non invasif). Dans la première partie de l'étude, je détaille les protocoles d'extraction. d'ADN et d'amplification par PCR modifiés à partir des protocoles classiques utilisant des échantillons conventionnels, riches en ADN. L'utilisation d'ADN fécal impose des contraintes dues à la mauvaise qualité et à la faible quantité du matériel génétique à disposition dans les fientes. Ces contraintes ont pu être partiellement contournées en réalisant des répétitions multiples du génotypage afin d'obtenir un degré de fiabilité suffisante. J'ai également analysé les causes de la dégradation de l'ADN dans les excréments. Parmi les causes les plus communes, telles que l'activité bactérienne, l'hydrolyse spontanée et la dégradation enzymatique par les DNases libres, c'est ce dernier facteur qui apparaît comme étant la cause majeure et la plus rapide responsable de la dégradation de la qualité des échantillons. La rapidité de l'action enzymatique suggère que les plans d'échantillonnages de excréments sur le terrain pourraient être optimisés en les réalisant dans des conditions climatiques froides et sèches, favorisant ainsi l'inhibition des DNases. La seconde partie de la thèse est une étude par simulation visant à déterminer la capacité du logiciel Structure à identifier les structures génétiques complexes et hiérarchiques fréquemment rencontrées dans les populations naturelles, et ce en utilisant différents types de marqueurs génétiques. Les troisième et quatrième parties de cette thèse décrivent le statut génétique des populations résiduelles du Jura et des Pyrénées à partir de l'analyse de 11 loci microsatellites. Nous n'avons pas pu mettre en évidence dans les deux populations des effets liés à la consanguinité ou à la réduction de la diversité génétique. De plus, la différenciation génétique entre les patches d'habitats favorables reste modérée et corrélée à la distance géographique, ce qui suggère que la dispersion d'individus entre les patches a été importante au moins pendant ces dernières générations. La comparaison des paramètres de la diversité génétique avec ceux d'autres populations de Grand tétras, ou d'autres espèces proches, indique que la population du Jura a retenu une proportion importante de sa diversité originelle. Ces résultats suggèrent que le déclin récent des populations a jusqu'ici eu un impact modéré sur les facteurs génétiques et que ces populations semblent avoir conservé le potentiel génétique nécessaire à leur survie à long terme. Finalement, en cinquième partie, l'analyse de l'apparentement entre les mâles qui participent à la parade sur les places de chant (leks) indique que ces derniers sont distribués en agrégats de manière non aléatoire, préférentiellement entre individus apparentés. De plus, la corrélation entre les distances génétique et géographique entre les leks est en accord avec les motifs d'isolement par la distance mis en évidence à d'autres niveaux hiérarchiques (entre patches d'habitat et populations), ainsi qu'avec les études menées sur d'autres espèces ayant choisi ce même système de reproduction. En conclusion, cette première étude basée uniquement sur de l'ADN nucléaire aviaire extrait à partir de fèces a fourni des informations nouvelles qui n'auraient pas pu être obtenues par une méthode d'observation sur le terrain ou d'échantillonnage génétique classique. Aucun oiseau n'a été dérangé ou capturé, et les résultats sont comparables à d'autres études concernant des espèces proches. Néanmoins, la taille de ces populations approche des niveaux au-dessous desquels la survie à long terme est fortement incertaine. La persistance de la diversité génétique pour les prochaines générations reste en conséquence liée à la survie des adultes et à une reprise du succès de la reproduction. ABSTRACT Capercaillie (Tetrao urogallus) is a large grouse that is continuously distributed across the tundra and the mid-high mountains of Western Europe. However, the populations in Western Europe have been showing a constant decline during the last decades. The causes for this decline are possibly related to human activities, such as cattle breeding and tourism that have both led to habitat modification and fragmentation. Unfortunately, populations that have undergone drastic demographic bottlenecks often go through genetic processes of inbreeding and loss of diversity that decrease their fitness and eventually lead to extinction. This thesis presents the investigations conducted to estimate the impact of the demographic decline of capercaillie populations on the extent and distribution of their genetic variability in the Jura and in the Pyrenees mountains. Because grouse are protected by wildlife legislation, and also because of the cryptic behaviour of capercaillie, all DNA material used in this study was extracted from faeces (non-invasive genetic sampling). In the first part of my thesis, I detail the protocols of DNA extraction and PCR amplification adapted from classical methods using conventional DNA-rich samples. The use of faecal DNA imposes specific constraints due to the low quantity and the highly degraded genetic material available. These constraints are partially overcome by performing multiple genotyping repetitions to obtain sufficient reliability. I also investigate the causes of DNA degradation in faeces. Among the main degraders, namely bacterial activity, spontaneous hydrolysis, and free-¬DNase activities, the latter was pointed out as the most important according to our experiments. These enzymes degrade DNA very rapidly, and, as a consequence, faeces sampling schemes must be planned preferably in cold and dry weather conditions, allowing for enzyme activity inhibition. The second part of the thesis is a simulation study aiming to assess the capacity of the software Structure to detect population structure in hierarchical models relevant to situations encountered in wild populations, using several genetic markers. The methods implemented in Structure appear efficient in detecting the highest hierarchical structure. The third and fourth parts of the thesis describe the population genetics status of the remaining Jura and Pyrenees populations using 11 microsatellite loci. In either of these populations, no inbreeding nor reduced genetic diversity was detected. Furthermore, the genetic differentiation between patches defined by habitat suitability remains moderate and correlated with geographical distance, suggesting that significant dispersion between patches was at work at least until the last generations. The comparison of diversity indicators with other species or other populations of capercaillie indicate that population in the Jura has retained a large part of its original genetic diversity. These results suggest that the recent decline has had so forth a moderate impact on• genetic factors and that these populations might have retained the potential for long term survival, if the decline is stopped. Finally, in the fifth part, the analysis of relatedness between males participating in the reproduction parade, or lek, indicate that capercaillie males, like has been shown for some other grouse species, gather on leks• among individuals that are more related than the average of the population. This pattern appears to be due to both population structure and kin-association. As a conclusion, this first study relying exclusively on nuclear DNA extracted from faeces has provided novel information that was not available through field observation or classical genetic sampling. No bird has been captured or disturbed, and the results are consistent with other studies of closely related species. However, the size of these populations is approaching thresholds below which long-term survival is unlikely. The persistence of genetic diversity for the forthcoming generations remains therefore bond to adult survival and to the increase of reproduction success.

Linking the population genetics and ecology of arbuscular mycorrhizal fungi

Résumé Les champignons endomycorhiziens arbusculaires (CEA) ont co-évolué avec les plantes terrestres depuis plus de 400 millions d'années. De nos jours, les CEA forment une symbiose avec les racines de la majorité des plantes terrestres. Les CEA sont écologiquement importants parce qu'ils influencent non seulement la croissance des plantes, mais aussi leur diversité. Les CEA sont des biotrophes obligatoires qui reçoivent leur énergie sous forme de glucides issus de la photosynthèse des plantes. En contrepartie, les CEA apportent à leurs hôtes du phospore. Les CEA croissent et se reproduisent clonalement en formant des hyphes et des spores. De plus, les CEA sont coenocytiques et multigénomiques; le cytoplasme d'un CEA contient des noyeaux génétiquement différents. De nombreuses études ont démontré que différentes espèces de CEA agissent différentiellement sur la croissance des plantes. Malgré une conscience de plus en plus forte de l'existence d'une variabilité intraspécifique, la question de savoir si les populations de CEA sont génétiquement variables a été largement négligée. Dans le Chapitre 2, j'ai cherché à savoir si une population de CEA provenant d'un seul champ possède une diversité génétique. Cette étude a mis en évidence une importante variation génétique et phénotypique au sein d'individus de la même population. Des différences au niveau de traits de croissance, héritables et liés à la valeur sélective, indiquent que la variation génétique observée entre isolats n'est pas entièrement neutre. Dans le Chapitre 3, je montre que les différences génétiques entre isolats de CEA d'une population provoquent de la variation dans la croissance des plantes. L'effet des isolats dépend des conditions environnementales et varie de bénéfique à parasitique. Dans le Chapitre 4, je montre que des traits de croissance de CEA varient significativement dans des environnements contrastés. J'ai détecté de fortes interactions entre différents génotypes de CEA et différentes espèces de plantes. Ceci suggère que dans un environnement hétérogène, la sélection pourrait localement favoriser différents génotypes de CEA, maintenant ainsi la diversité génétique dans la population. Les résultats de ce travail aident à mieux comprendre l'importance écologique de la variation intraspécifique des CEA. La possibilité de pouvoir cultiver des individus d'une population de CEA au laboratoire nous a permis une meilleure compréhension de la génétique de ces champignons. De plus, ce travail est une base pour de futures expériences visant à comprendre l'importance évolutive de la diversité intraspécifique des CEA. Abstract Arbuscular mycorrhizal fungi (A1VIF) have co-evolved with land plants -for over 400 million years. Today, AMF form symbioses with roots of most land plants and are ecologically important because they alter plant growth and affect plant diversity. AMF are obligate biotrophs, obtaining their energy in form of plant-derived photosynthates. In return,- they supply their host plants with phosphorous. These fungi grow and reproduce clonally by hyphae and spores. They are coenocytic and multigenomic, harbouring genetically different nuclei in a common cytoplasm. Many studies have shown different AMF species differentially alter plant growth. Despite the increasing awareness of intraspecific variability the question whether there is any genetic variation among different individuals of the same population has been largely neglected. In Chapter 2, we investigated whether there is genetic diversity in a field population of the AMF G. intraradices. This work revealed that large genetic and heritable phenotypic variation exists in this AMF population. Differences in fitness-related growth traits among isolates suggest that some of the observed genetic variation is not selectively neutral. In Chapter 3, we show that genetic differences among isolates from the same population also cause variation in plant growth. The isolate effects on plant growth depended on the environmental conditions and varied from beneficial to detrimental. In Chapter 4, fitnessrelated growth traits of genetically different isolates were significantly altered in contrasting environments. we detected strong AMF isolate by host species interacfions which suggests that in a heterogeneous environment selection could locally favour different AMF genotypes, thereby maintaining high genetic diversity in the population. The results of this work contribute to the understanding of the ecological importance of intraspecific diversity in AMF. The possibility of culturing individuals of an AMF field population under laboratory condition gave new insights into AMF genetics and lays a foundation for future studies to analyse the evolutionary significance of intraspecific genetic diversity in AMF.

Adjuvant cisplatin-based combined chemotherapy for lymph node (LN)-positive urothelial carcinoma of the bladder (UCB) after radical cystectomy (RC): a retrospective international study of >1500 patients.

OBJECTIVE: To compare outcomes of patients with lymph node (LN)-positive urothelial carcinoma of the bladder (UCB) treated with or without cisplatin-based combined adjuvant chemotherapy (AC) after radical cystectomy (RC). PATIENTS AND METHODS: We retrospectively analysed 1523 patients with LN-positive UCB, who underwent RC with bilateral pelvic LN dissection. All patients had no evidence of disease after RC. AC was administered within 3 months. Competing-risks models were applied to compare UCB-related mortality. RESULTS: Of the 1523 patients, 874 (57.4%) received AC. The cumulative 1-, 2- and 5-year UCB-related mortality rates for all patients were 16%, 36% and 56%, respectively. Administration of AC was associated with an 18% relative reduction in the risk of UCB-related death (subhazard ratio 0.82, P = 0.005). The absolute reduction in mortality was 3.5% at 5 years. The positive effect of AC was detectable in patients aged ≤70 years, in women, in pT3-4 disease, and in those with a higher LN density and lymphovascular invasion. This study is limited by its retrospective and non-randomised design, selection bias, the absence of central pathological review and lack in standardisation of LN dissection and cisplatin-based protocols. CONCLUSION: AC seems to reduce UCB-related mortality in patients with LN-positive UCB after RC. Younger patients, women and those with high-risk features such as pT3-4 disease, a higher LN density and lymphovascular invasion appear to benefit most. Appropriately powered prospective randomised trials are necessary to confirm these findings.

Whole genome sequencing as a means to assess pathogenic mutations in medical genetics and cancer.

The past decade has seen the emergence of next-generation sequencing (NGS) technologies, which have revolutionized the field of human molecular genetics. With NGS, significant portions of the human genome can now be assessed by direct sequence analysis, highlighting normal and pathological variants of our DNA. Recent advances have also allowed the sequencing of complete genomes, by a method referred to as whole genome sequencing (WGS). In this work, we review the use of WGS in medical genetics, with specific emphasis on the benefits and the disadvantages of this technique for detecting genomic alterations leading to Mendelian human diseases and to cancer.