The use of the polymerase chain reaction and restriction fragment length polymorphism technique associated with the classical morphology for characterization of Lymnaea columella, L. viatrix, and L. diaphana (Mollusca: Lymnaeidae)

The specific identification of Lymnaeid snails is based on a comparison of morphological characters of the shell, radula, renal and reproductive organs. However, the identification is complicated by dissection process, intra and interspecific similarity and variability of morphological characters. In the present study, polymerase chain reaction and restriction fragment length polymorphism (PCR-RFLP) techniques targeted to the first and second internal transcribed spacers (ITS1 and ITS2) rDNA and to the mitochondrial 16S ribosomal gene (16S rDNAmt) were used to differentiate the species Lymnaea columella, L. viatrix, and L. diaphana from some localities of Brazil, Argentina, and Uruguay as well as to verify whether the molecular results corroborates the classical morphological method.PCR-RFLP analysis of the ITS1, ITS2, and 16S using 12 restriction enzymes revealed characteristic patterns for L. columella and L. diaphana which were concordant with the classical morphology. On the other hand, for L. viatrix populations a number of 1 to 6 profiles were generated while morphology provided the species pattern results.

IEF pattern classification-derived criteria for the identification of epoetin-delta in urine.

Epoetin-delta (Dynepo Shire Pharmaceuticals, Basing stoke, UK) is a synthetic form of erythropoietin (EPO) whose resemblance with endogenous EPO makes it hard to identify using the classical identification criteria. Urine samples collected from six healthy volunteers treated with epoetin-delta injections and from a control population were immuno-purified and analyzed with the usual IEF method. On the basis of the EPO profiles integration, a linear multivariate model was computed for discriminant analysis. For each sample, a pattern classification algorithm returned a bands distribution and intensity score (bands intensity score) saying how representative this sample is of one of the two classes, positive or negative. Effort profiles were also integrated in the model. The method yielded a good sensitivity versus specificity relation and was used to determine the detection window of the molecule following multiple injections. The bands intensity score, which can be generalized to epoetin-alpha and epoetin-beta, is proposed as an alternative criterion and a supplementary evidence for the identification of EPO abuse.

Mycobacterium bovis identification by a molecular method from post-mortem inspected cattle obtained in abattoirs of Mato Grosso do Sul, Brazil

The presence of Mycobacterium bovis in bovine carcasses with lesions suggestive of tuberculosis was evaluated. Seventy-two carcass samples were selected during slaughter inspection procedures in abattoirs in the state of Mato Grosso do Sul, Brazil. Seventeen (23.6%) of samples showed colonies suggestive of mycobacteria that were confirmed to be acid-fast bacilli by Ziehl-Neelsen staining. Polymerase chain reaction (PCR) using primers specific for M. bovis identified M. bovis in 13 (76.5%) isolates. The PCR-restriction enzyme pattern analysis using gene encoding for the 65-kDa protein and two restriction enzymes identified the remaining four isolates that were represented by two M. tuberculosis complex and two nontuberculous mycobacteria. The results are indicative of infection of slaughter cattle by M. bovis and other mycobacteria in the state of Mato Grosso do Sul.

Dermatophyte identification in skin and hair samples using a simple and reliable nested polymerase chain reaction assay.

BACKGROUND: Dermatophyte identification in tinea capitis is essential for choosing the appropriate treatment and in tinea infections to identify the possible source. The failure of fungi to grow in cultures frequently occurs, especially in cases of previous antifungal therapy. OBJECTIVES: To develop a rapid polymerase chain reaction (PCR) sequencing assay for dermatophyte identification in tinea capitis and tinea corporis. MATERIAL AND METHODS: Fungal DNA was extracted from hair and skin samples that were confirmed to be positive by direct mycological examination. Dermatophytes were identified by the sequence of a 28S ribosomal DNA subunit amplicon generated by nested PCR. RESULTS: Nested PCR was found to be necessary to obtain amplicons in substantial amounts for dermatophyte identification by sequencing. The results agreed with those of classical mycological identification in 14 of 23, 6 of 10, and 20 of 23 cases of tinea capitis, tinea corporis and tinea pedis, respectively, from which a dermatophyte was obtained in culture. In seven of the 56 cases, another dermatophyte was identified, revealing previous misidentification. A dermatophyte was identified in 12 of 18, three of five, and four of nine cases of tinea capitis, tinea corporis and tinea pedis, respectively, in cases in which no dermatophyte grew in culture. CONCLUSIONS: Although the gold standard dermatophyte identification from clinical samples remains fungal cultures, the assay developed in the present study is especially suitable for tinea capitis. Improved sensitivity for the identification of dermatophyte species was obtained as it is possible to identify the dermatophyte when the fungus fails to grow in cultures.

Natural Leishmania sp. reservoirs and phlebotomine sandfly food source identification in Ibitipoca State Park, Minas Gerais, Brazil

Leishmania spp are distributed throughout the world and different species are associated with varying degrees of disease severity. However, leishmaniasis is thought to be confined to areas of the world where its insect vectors, sandflies, are present. Phlebotomine sandflies obtain blood meals from a variety of wild and domestic animals and sometimes from humans. These vectors transmit Leishmania spp, the aetiological agent of leishmaniasis. Identification of sandfly blood meals has generally been performed using serological methods, although a few studies have used molecular procedures in artificially fed insects. In this study, cytochrome b gene (cytB) polymerase chain reaction (PCR) was performed in DNA samples isolated from 38 engorged Psychodopygus lloydi and the expected 359 bp fragment was identified from all of the samples. The amplified product was digested using restriction enzymes and analysed for restriction fragment length polymorphisms (RFLPs). We identified food sources for 23 females; 34.8% yielded a primate-specific banding profile and 26.1% and 39.1% showed banding patterns specific to birds or mixed restriction profiles (rodent/marsupial, human/bird, rodent/marsupial/human), respectively. The food sources of 15 flies could not be identified. Two female P. lloydi were determined to be infected by Leishmania using internal transcribed spacer 1 and heat shock protein 70 kDa PCR-RFLP. The two female sandflies, both of which fed on rodents/marsupials, were further characterised as infected with Leishmania (Viannia) braziliensis. These results constitute an important step towards applying methodologies based on cytB amplification as a tool for identifying the food sources of female sandflies.

Identification of new MHC class I-restricted human tumor antigens for immunotherapy

Summary Cancer is a leading cause of morbidity and mortality in Western countries (as an example, colorectal cancer accounts for about 300'000 new cases and 200'000 deaths each year in Europe and in the USA). Despite that many patients with cancer have complete macroscopic clearance of their disease after resection, radiotherapy and/or chemotherapy, many of these patients develop fatal recurrence. Vaccination with immunogenic peptide tumor antigens has shown encouraging progresses in the last decade; immunotherapy might therefore constitute a fourth therapeutic option in the future. We dissect here and critically evaluate the numerous steps of reverse immunology, a forecast procedure to identify antigenic peptides from the sequence of a gene of interest. Bioinformatic algorithms were applied to mine sequence databases for tumor-specific transcripts. A quality assessment of publicly available sequence databanks allowed defining strengths and weaknesses of bioinformatics-based prediction of colon cancer-specific alternative splicing: new splice variants could be identified, however cancer-restricted expression could not be significantly predicted. Other sources of target transcripts were quantitatively investigated by polymerase chain reactions, as cancer-testis genes or reported overexpressed transcripts. Based on the relative expression of a defined set of housekeeping genes in colon cancer tissues, we characterized a precise procedure for accurate normalization and determined a threshold for the definition of significant overexpression of genes in cancers versus normal tissues. Further steps of reverse immunology were applied on a splice variant of the Melan¬A gene. Since it is known that the C-termini of antigenic peptides are directly produced by the proteasome, longer precursor and overlapping peptides encoded by the target sequence were synthesized chemically and digested in vitro with purified proteasome. The resulting fragments were identified by mass spectroscopy to detect cleavage sites. Using this information and based on the available anchor motifs for defined HLA class I molecules, putative antigenic peptides could be predicted. Their relative affinity for HLA molecules was confirmed experimentally with functional competitive binding assays and they were used to search patients' peripheral blood lymphocytes for the presence of specific cytolytic T lymphocytes (CTL). CTL clones specific for a splice variant of Melan-A could be isolated; although they recognized peptide-pulsed cells, they failed to lyse melanoma cells in functional assays of antigen recognition. In the conclusion, we discuss advantages and bottlenecks of reverse immunology and compare the technical aspects of this approach with the more classical procedure of direct immunology, a technique introduced by Boon and colleagues more than 10 years ago to successfully clone tumor antigens.

Discrepancies between Aedes aegypti identification in the field and in the laboratory after collection with a sticky trap

Currently, sticky traps are regularly employed to assist in the surveillance of Aedes aegypti infestation. We tested two alternative procedures for specimen identification performed by local health agents: directly in the field, as recommended by certain manufacturers, or after transportation to the laboratory. A total of 384 sticky traps (MosquiTRAP) were monitored monthly during one year in four geographically representative Brazilian municipalities. When the same samples were inspected in the field and in the laboratory, large differences were noted in the total number of mosquitoes recorded and in the number of specimens identified as Ae. aegypti by both procedures. Although field identification has the potential to speed vector surveillance, these results point to uncertainties in the evaluated protocol.

Sexual dimorphism of the human mandible: demonstration by elliptical Fourier analysis.

A new quantitative approach of the mandibular sexual dimorphism, based on computer-aided image analysis and elliptical Fourier analysis of the mandibular outline in lateral view is presented. This method was applied to a series of 117 dentulous mandibles from 69 male and 48 female individuals native of Rhenish countries. Statistical discriminant analysis of the elliptical Fourier harmonics allowed the demonstration of a significant sexual dimorphism in 97.1% of males and 91.7% of females, i.e. in a higher proportion than in previous studies using classical metrical approaches. This original method opens interesting perspectives for increasing the accuracy of sex identification in current anthropological practice and in forensic procedures.

New Granada Medium for detection and identification of group B streptococci.

A methotrexate-containing medium for the detection of beta-hemolytic group B streptococci from clinical specimens on the basis of detection of pigment is described. The medium contained peptone, starch, serum, MgSO4, glucose, pyruvate, methotrexate (as pigment enhancer), phosphate-morpholine-propanesulfonic acid buffer, and selective agents. The recovery of beta-hemolytic group B streptococci was comparable to that obtained with selective broth.

Systematic Identification of High Crash Locations Final Report, 2001

Federal and state policy makers increasingly emphasize the need to reduce highway crash rates. This emphasis is demonstrated in Iowa’s recently released draft Iowa Strategic Highway Safety Plan and by the U.S. Department of Transportation’s placement of “improved transportation safety” at the top of its list of strategic goals. Thus, finding improved methods to enhance highway safety has become a top priority at highway agencies. The objective of this project is to develop tools and procedures by which Iowa engineers can identify potentially hazardous roadway locations and designs, and to demonstrate the utility of these tools by developing candidate lists of high crash locations in the State. An initial task, building an integrated database to facilitate the tools and procedures, is an important product, in and of itself. Accordingly, the Iowa Department of Transportation (Iowa DOT) Geographic Information Management System (GIMS) and Geographic Information System Accident Analysis and Location System (GIS-ALAS) databases were integrated with available digital imagery. (The GIMS database contains roadway characteristics, e.g., lane width, surface and shoulder type, and traffic volume, for all public roadways. GIS-ALAS records include data, e.g., vehicles, drivers, roadway conditions, and the crash severity, for crashes occurring on public roadways during then past 10 years.)

Structural and Resting State Functional Connectivity of the Subthalamic Nucleus: Identification of Motor STN Parts and the Hyperdirect Pathway.

Deep brain stimulation (DBS) for Parkinson's disease often alleviates the motor symptoms, but causes cognitive and emotional side effects in a substantial number of cases. Identification of the motor part of the subthalamic nucleus (STN) as part of the presurgical workup could minimize these adverse effects. In this study, we assessed the STN's connectivity to motor, associative, and limbic brain areas, based on structural and functional connectivity analysis of volunteer data. For the structural connectivity, we used streamline counts derived from HARDI fiber tracking. The resulting tracks supported the existence of the so-called "hyperdirect" pathway in humans. Furthermore, we determined the connectivity of each STN voxel with the motor cortical areas. Functional connectivity was calculated based on functional MRI, as the correlation of the signal within a given brain voxel with the signal in the STN. Also, the signal per STN voxel was explained in terms of the correlation with motor or limbic brain seed ROI areas. Both right and left STN ROIs appeared to be structurally and functionally connected to brain areas that are part of the motor, associative, and limbic circuit. Furthermore, this study enabled us to assess the level of segregation of the STN motor part, which is relevant for the planning of STN DBS procedures.

Reliability of methods used for the risk assessment of mixture of micropollutants in aquatic enviromments : from theoretical concepts to field observations

Ces dernières années, de nombreuses recherches ont mis en évidence les effets toxiques des micropolluants organiques pour les espèces de nos lacs et rivières. Cependant, la plupart de ces études se sont focalisées sur la toxicité des substances individuelles, alors que les organismes sont exposés tous les jours à des milliers de substances en mélange. Or les effets de ces cocktails ne sont pas négligeables. Cette thèse de doctorat s'est ainsi intéressée aux modèles permettant de prédire le risque environnemental de ces cocktails pour le milieu aquatique. Le principal objectif a été d'évaluer le risque écologique des mélanges de substances chimiques mesurées dans le Léman, mais aussi d'apporter un regard critique sur les méthodologies utilisées afin de proposer certaines adaptations pour une meilleure estimation du risque. Dans la première partie de ce travail, le risque des mélanges de pesticides et médicaments pour le Rhône et pour le Léman a été établi en utilisant des approches envisagées notamment dans la législation européenne. Il s'agit d'approches de « screening », c'est-à-dire permettant une évaluation générale du risque des mélanges. Une telle approche permet de mettre en évidence les substances les plus problématiques, c'est-à-dire contribuant le plus à la toxicité du mélange. Dans notre cas, il s'agit essentiellement de 4 pesticides. L'étude met également en évidence que toutes les substances, même en trace infime, contribuent à l'effet du mélange. Cette constatation a des implications en terme de gestion de l'environnement. En effet, ceci implique qu'il faut réduire toutes les sources de polluants, et pas seulement les plus problématiques. Mais l'approche proposée présente également un biais important au niveau conceptuel, ce qui rend son utilisation discutable, en dehors d'un screening, et nécessiterait une adaptation au niveau des facteurs de sécurité employés. Dans une deuxième partie, l'étude s'est portée sur l'utilisation des modèles de mélanges dans le calcul de risque environnemental. En effet, les modèles de mélanges ont été développés et validés espèce par espèce, et non pour une évaluation sur l'écosystème en entier. Leur utilisation devrait donc passer par un calcul par espèce, ce qui est rarement fait dû au manque de données écotoxicologiques à disposition. Le but a été donc de comparer, avec des valeurs générées aléatoirement, le calcul de risque effectué selon une méthode rigoureuse, espèce par espèce, avec celui effectué classiquement où les modèles sont appliqués sur l'ensemble de la communauté sans tenir compte des variations inter-espèces. Les résultats sont dans la majorité des cas similaires, ce qui valide l'approche utilisée traditionnellement. En revanche, ce travail a permis de déterminer certains cas où l'application classique peut conduire à une sous- ou sur-estimation du risque. Enfin, une dernière partie de cette thèse s'est intéressée à l'influence que les cocktails de micropolluants ont pu avoir sur les communautés in situ. Pour ce faire, une approche en deux temps a été adoptée. Tout d'abord la toxicité de quatorze herbicides détectés dans le Léman a été déterminée. Sur la période étudiée, de 2004 à 2009, cette toxicité due aux herbicides a diminué, passant de 4% d'espèces affectées à moins de 1%. Ensuite, la question était de savoir si cette diminution de toxicité avait un impact sur le développement de certaines espèces au sein de la communauté des algues. Pour ce faire, l'utilisation statistique a permis d'isoler d'autres facteurs pouvant avoir une influence sur la flore, comme la température de l'eau ou la présence de phosphates, et ainsi de constater quelles espèces se sont révélées avoir été influencées, positivement ou négativement, par la diminution de la toxicité dans le lac au fil du temps. Fait intéressant, une partie d'entre-elles avait déjà montré des comportements similaires dans des études en mésocosmes. En conclusion, ce travail montre qu'il existe des modèles robustes pour prédire le risque des mélanges de micropolluants sur les espèces aquatiques, et qu'ils peuvent être utilisés pour expliquer le rôle des substances dans le fonctionnement des écosystèmes. Toutefois, ces modèles ont bien sûr des limites et des hypothèses sous-jacentes qu'il est important de considérer lors de leur application. - Depuis plusieurs années, les risques que posent les micropolluants organiques pour le milieu aquatique préoccupent grandement les scientifiques ainsi que notre société. En effet, de nombreuses recherches ont mis en évidence les effets toxiques que peuvent avoir ces substances chimiques sur les espèces de nos lacs et rivières, quand elles se retrouvent exposées à des concentrations aiguës ou chroniques. Cependant, la plupart de ces études se sont focalisées sur la toxicité des substances individuelles, c'est à dire considérées séparément. Actuellement, il en est de même dans les procédures de régulation européennes, concernant la partie évaluation du risque pour l'environnement d'une substance. Or, les organismes sont exposés tous les jours à des milliers de substances en mélange, et les effets de ces "cocktails" ne sont pas négligeables. L'évaluation du risque écologique que pose ces mélanges de substances doit donc être abordé par de la manière la plus appropriée et la plus fiable possible. Dans la première partie de cette thèse, nous nous sommes intéressés aux méthodes actuellement envisagées à être intégrées dans les législations européennes pour l'évaluation du risque des mélanges pour le milieu aquatique. Ces méthodes sont basées sur le modèle d'addition des concentrations, avec l'utilisation des valeurs de concentrations des substances estimées sans effet dans le milieu (PNEC), ou à partir des valeurs des concentrations d'effet (CE50) sur certaines espèces d'un niveau trophique avec la prise en compte de facteurs de sécurité. Nous avons appliqué ces méthodes à deux cas spécifiques, le lac Léman et le Rhône situés en Suisse, et discuté les résultats de ces applications. Ces premières étapes d'évaluation ont montré que le risque des mélanges pour ces cas d'étude atteint rapidement une valeur au dessus d'un seuil critique. Cette valeur atteinte est généralement due à deux ou trois substances principales. Les procédures proposées permettent donc d'identifier les substances les plus problématiques pour lesquelles des mesures de gestion, telles que la réduction de leur entrée dans le milieu aquatique, devraient être envisagées. Cependant, nous avons également constaté que le niveau de risque associé à ces mélanges de substances n'est pas négligeable, même sans tenir compte de ces substances principales. En effet, l'accumulation des substances, même en traces infimes, atteint un seuil critique, ce qui devient plus difficile en terme de gestion du risque. En outre, nous avons souligné un manque de fiabilité dans ces procédures, qui peuvent conduire à des résultats contradictoires en terme de risque. Ceci est lié à l'incompatibilité des facteurs de sécurité utilisés dans les différentes méthodes. Dans la deuxième partie de la thèse, nous avons étudié la fiabilité de méthodes plus avancées dans la prédiction de l'effet des mélanges pour les communautés évoluant dans le système aquatique. Ces méthodes reposent sur le modèle d'addition des concentrations (CA) ou d'addition des réponses (RA) appliqués sur les courbes de distribution de la sensibilité des espèces (SSD) aux substances. En effet, les modèles de mélanges ont été développés et validés pour être appliqués espèce par espèce, et non pas sur plusieurs espèces agrégées simultanément dans les courbes SSD. Nous avons ainsi proposé une procédure plus rigoureuse, pour l'évaluation du risque d'un mélange, qui serait d'appliquer d'abord les modèles CA ou RA à chaque espèce séparément, et, dans une deuxième étape, combiner les résultats afin d'établir une courbe SSD du mélange. Malheureusement, cette méthode n'est pas applicable dans la plupart des cas, car elle nécessite trop de données généralement indisponibles. Par conséquent, nous avons comparé, avec des valeurs générées aléatoirement, le calcul de risque effectué selon cette méthode plus rigoureuse, avec celle effectuée traditionnellement, afin de caractériser la robustesse de cette approche qui consiste à appliquer les modèles de mélange sur les courbes SSD. Nos résultats ont montré que l'utilisation de CA directement sur les SSDs peut conduire à une sous-estimation de la concentration du mélange affectant 5 % ou 50% des espèces, en particulier lorsque les substances présentent un grand écart- type dans leur distribution de la sensibilité des espèces. L'application du modèle RA peut quant à lui conduire à une sur- ou sous-estimations, principalement en fonction de la pente des courbes dose- réponse de chaque espèce composant les SSDs. La sous-estimation avec RA devient potentiellement importante lorsque le rapport entre la EC50 et la EC10 de la courbe dose-réponse des espèces est plus petit que 100. Toutefois, la plupart des substances, selon des cas réels, présentent des données d' écotoxicité qui font que le risque du mélange calculé par la méthode des modèles appliqués directement sur les SSDs reste cohérent et surestimerait plutôt légèrement le risque. Ces résultats valident ainsi l'approche utilisée traditionnellement. Néanmoins, il faut garder à l'esprit cette source d'erreur lorsqu'on procède à une évaluation du risque d'un mélange avec cette méthode traditionnelle, en particulier quand les SSD présentent une distribution des données en dehors des limites déterminées dans cette étude. Enfin, dans la dernière partie de cette thèse, nous avons confronté des prédictions de l'effet de mélange avec des changements biologiques observés dans l'environnement. Dans cette étude, nous avons utilisé des données venant d'un suivi à long terme d'un grand lac européen, le lac Léman, ce qui offrait la possibilité d'évaluer dans quelle mesure la prédiction de la toxicité des mélanges d'herbicide expliquait les changements dans la composition de la communauté phytoplanctonique. Ceci à côté d'autres paramètres classiques de limnologie tels que les nutriments. Pour atteindre cet objectif, nous avons déterminé la toxicité des mélanges sur plusieurs années de 14 herbicides régulièrement détectés dans le lac, en utilisant les modèles CA et RA avec les courbes de distribution de la sensibilité des espèces. Un gradient temporel de toxicité décroissant a pu être constaté de 2004 à 2009. Une analyse de redondance et de redondance partielle, a montré que ce gradient explique une partie significative de la variation de la composition de la communauté phytoplanctonique, même après avoir enlevé l'effet de toutes les autres co-variables. De plus, certaines espèces révélées pour avoir été influencées, positivement ou négativement, par la diminution de la toxicité dans le lac au fil du temps, ont montré des comportements similaires dans des études en mésocosmes. On peut en conclure que la toxicité du mélange herbicide est l'un des paramètres clés pour expliquer les changements de phytoplancton dans le lac Léman. En conclusion, il existe diverses méthodes pour prédire le risque des mélanges de micropolluants sur les espèces aquatiques et celui-ci peut jouer un rôle dans le fonctionnement des écosystèmes. Toutefois, ces modèles ont bien sûr des limites et des hypothèses sous-jacentes qu'il est important de considérer lors de leur application, avant d'utiliser leurs résultats pour la gestion des risques environnementaux. - For several years now, the scientists as well as the society is concerned by the aquatic risk organic micropollutants may pose. Indeed, several researches have shown the toxic effects these substances may induce on organisms living in our lakes or rivers, especially when they are exposed to acute or chronic concentrations. However, most of the studies focused on the toxicity of single compounds, i.e. considered individually. The same also goes in the current European regulations concerning the risk assessment procedures for the environment of these substances. But aquatic organisms are typically exposed every day simultaneously to thousands of organic compounds. The toxic effects resulting of these "cocktails" cannot be neglected. The ecological risk assessment of mixtures of such compounds has therefore to be addressed by scientists in the most reliable and appropriate way. In the first part of this thesis, the procedures currently envisioned for the aquatic mixture risk assessment in European legislations are described. These methodologies are based on the mixture model of concentration addition and the use of the predicted no effect concentrations (PNEC) or effect concentrations (EC50) with assessment factors. These principal approaches were applied to two specific case studies, Lake Geneva and the River Rhône in Switzerland, including a discussion of the outcomes of such applications. These first level assessments showed that the mixture risks for these studied cases exceeded rapidly the critical value. This exceeding is generally due to two or three main substances. The proposed procedures allow therefore the identification of the most problematic substances for which management measures, such as a reduction of the entrance to the aquatic environment, should be envisioned. However, it was also showed that the risk levels associated with mixtures of compounds are not negligible, even without considering these main substances. Indeed, it is the sum of the substances that is problematic, which is more challenging in term of risk management. Moreover, a lack of reliability in the procedures was highlighted, which can lead to contradictory results in terms of risk. This result is linked to the inconsistency in the assessment factors applied in the different methods. In the second part of the thesis, the reliability of the more advanced procedures to predict the mixture effect to communities in the aquatic system were investigated. These established methodologies combine the model of concentration addition (CA) or response addition (RA) with species sensitivity distribution curves (SSD). Indeed, the mixture effect predictions were shown to be consistent only when the mixture models are applied on a single species, and not on several species simultaneously aggregated to SSDs. Hence, A more stringent procedure for mixture risk assessment is proposed, that would be to apply first the CA or RA models to each species separately and, in a second step, to combine the results to build an SSD for a mixture. Unfortunately, this methodology is not applicable in most cases, because it requires large data sets usually not available. Therefore, the differences between the two methodologies were studied with datasets created artificially to characterize the robustness of the traditional approach applying models on species sensitivity distribution. The results showed that the use of CA on SSD directly might lead to underestimations of the mixture concentration affecting 5% or 50% of species, especially when substances present a large standard deviation of the distribution from the sensitivity of the species. The application of RA can lead to over- or underestimates, depending mainly on the slope of the dose-response curves of the individual species. The potential underestimation with RA becomes important when the ratio between the EC50 and the EC10 for the dose-response curve of the species composing the SSD are smaller than 100. However, considering common real cases of ecotoxicity data for substances, the mixture risk calculated by the methodology applying mixture models directly on SSDs remains consistent and would rather slightly overestimate the risk. These results can be used as a theoretical validation of the currently applied methodology. Nevertheless, when assessing the risk of mixtures, one has to keep in mind this source of error with this classical methodology, especially when SSDs present a distribution of the data outside the range determined in this study Finally, in the last part of this thesis, we confronted the mixture effect predictions with biological changes observed in the environment. In this study, long-term monitoring of a European great lake, Lake Geneva, provides the opportunity to assess to what extent the predicted toxicity of herbicide mixtures explains the changes in the composition of the phytoplankton community next to other classical limnology parameters such as nutrients. To reach this goal, the gradient of the mixture toxicity of 14 herbicides regularly detected in the lake was calculated, using concentration addition and response addition models. A decreasing temporal gradient of toxicity was observed from 2004 to 2009. Redundancy analysis and partial redundancy analysis showed that this gradient explains a significant portion of the variation in phytoplankton community composition, even when having removed the effect of all other co-variables. Moreover, some species that were revealed to be influenced positively or negatively, by the decrease of toxicity in the lake over time, showed similar behaviors in mesocosms studies. It could be concluded that the herbicide mixture toxicity is one of the key parameters to explain phytoplankton changes in Lake Geneva. To conclude, different methods exist to predict the risk of mixture in the ecosystems. But their reliability varies depending on the underlying hypotheses. One should therefore carefully consider these hypotheses, as well as the limits of the approaches, before using the results for environmental risk management

Processus de reconnaissance et d'identification de personnes décédées

Recognition and identification processes for deceased persons. Determining the identity of deceased persons is a routine task performed essentially by police departments and forensic experts. This thesis highlights the processes necessary for the proper and transparent determination of the civil identities of deceased persons. The identity of a person is defined as the establishment of a link between that person ("the source") and information pertaining to the same individual ("identifiers"). Various identity forms could emerge, depending on the nature of the identifiers. There are two distinct types of identity, namely civil identity and biological identity. The paper examines four processes: identification by witnesses (the recognition process) and comparisons of fingerprints, dental data and DNA profiles (the identification processes). During the recognition process, the memory function is examined and helps to clarify circumstances that may give rise to errors. To make the process more rigorous, a body presentation procedure is proposed to investigators. Before examining the other processes, three general concepts specific to forensic science are considered with regard to the identification of a deceased person, namely, matter divisibility (Inman and Rudin), transfer (Locard) and uniqueness (Kirk). These concepts can be applied to the task at hand, although some require a slightly broader scope of application. A cross comparison of common forensic fields and the identification of deceased persons reveals certain differences, including 1 - reverse positioning of the source (i.e. the source is not sought from traces, but rather the identifiers are obtained from the source); 2 - the need for civil identity determination in addition to the individualisation stage; and 3 - a more restricted population (closed set), rather than an open one. For fingerprints, dental and DNA data, intravariability and intervariability are examined, as well as changes in these post mortem (PM) identifiers. Ante-mortem identifiers (AM) are located and AM-PM comparisons made. For DNA, it has been shown that direct identifiers (taken from a person whose civil identity has been alleged) tend to lead to determining civil identity whereas indirect identifiers (obtained from a close relative) direct towards a determination of biological identity. For each process, a Bayesian model is presented which includes sources of uncertainty deemed to be relevant. The results of the different processes combine to structure and summarise an overall outcome and a methodology. The modelling of dental data presents a specific difficulty with respect to intravariability, which in itself is not quantifiable. The concept of "validity" is, therefore, suggested as a possible solution to the problem. Validity uses various parameters that have an acknowledged impact on teeth intravariability. In cases where identifying deceased persons proves to be extremely difficult due to the limited discrimination of certain procedures, the use of a Bayesian approach is of great value in bringing a transparent and synthetic value. RESUME : Titre: Processus de reconnaissance et d'identification de personnes décédées. L'individualisation de personnes décédées est une tâche courante partagée principalement par des services de police, des odontologues et des laboratoires de génétique. L'objectif de cette recherche est de présenter des processus pour déterminer valablement, avec une incertitude maîtrisée, les identités civiles de personnes décédées. La notion d'identité est examinée en premier lieu. L'identité d'une personne est définie comme l'établissement d'un lien entre cette personne et des informations la concernant. Les informations en question sont désignées par le terme d'identifiants. Deux formes distinctes d'identité sont retenues: l'identité civile et l'identité biologique. Quatre processus principaux sont examinés: celui du témoignage et ceux impliquant les comparaisons d'empreintes digitales, de données dentaires et de profils d'ADN. Concernant le processus de reconnaissance, le mode de fonctionnement de la mémoire est examiné, démarche qui permet de désigner les paramètres pouvant conduire à des erreurs. Dans le but d'apporter un cadre rigoureux à ce processus, une procédure de présentation d'un corps est proposée à l'intention des enquêteurs. Avant d'entreprendre l'examen des autres processus, les concepts généraux propres aux domaines forensiques sont examinés sous l'angle particulier de l'identification de personnes décédées: la divisibilité de la matière (Inman et Rudin), le transfert (Locard) et l'unicité (Kirk). Il est constaté que ces concepts peuvent être appliqués, certains nécessitant toutefois un léger élargissement de leurs principes. Une comparaison croisée entre les domaines forensiques habituels et l'identification de personnes décédées montre des différences telles qu'un positionnement inversé de la source (la source n'est plus à rechercher en partant de traces, mais ce sont des identifiants qui sont recherchés en partant de la source), la nécessité de devoir déterminer une identité civile en plus de procéder à une individualisation ou encore une population d'intérêt limitée plutôt qu'ouverte. Pour les empreintes digitales, les dents et l'ADN, l'intra puis l'inter-variabilité sont examinées, de même que leurs modifications post-mortem (PM), la localisation des identifiants ante-mortem (AM) et les comparaisons AM-PM. Pour l'ADN, il est démontré que les identifiants directs (provenant de la personne dont l'identité civile est supposée) tendent à déterminer une identité civile alors que les identifiants indirects (provenant d'un proche parent) tendent à déterminer une identité biologique. Puis une synthèse des résultats provenant des différents processus est réalisée grâce à des modélisations bayesiennes. Pour chaque processus, une modélisation est présentée, modélisation intégrant les paramètres reconnus comme pertinents. À ce stade, une difficulté apparaît: celle de quantifier l'intra-variabilité dentaire pour laquelle il n'existe pas de règle précise. La solution préconisée est celle d'intégrer un concept de validité qui intègre divers paramètres ayant un impact connu sur l'intra-variabilité. La possibilité de formuler une valeur de synthèse par l'approche bayesienne s'avère d'une aide précieuse dans des cas très difficiles pour lesquels chacun des processus est limité en termes de potentiel discriminant.

Identification and validation of copy number variants using SNP genotyping arrays from a large clinical cohort.

BACKGROUND: Genotypes obtained with commercial SNP arrays have been extensively used in many large case-control or population-based cohorts for SNP-based genome-wide association studies for a multitude of traits. Yet, these genotypes capture only a small fraction of the variance of the studied traits. Genomic structural variants (GSV) such as Copy Number Variation (CNV) may account for part of the missing heritability, but their comprehensive detection requires either next-generation arrays or sequencing. Sophisticated algorithms that infer CNVs by combining the intensities from SNP-probes for the two alleles can already be used to extract a partial view of such GSV from existing data sets. RESULTS: Here we present several advances to facilitate the latter approach. First, we introduce a novel CNV detection method based on a Gaussian Mixture Model. Second, we propose a new algorithm, PCA merge, for combining copy-number profiles from many individuals into consensus regions. We applied both our new methods as well as existing ones to data from 5612 individuals from the CoLaus study who were genotyped on Affymetrix 500K arrays. We developed a number of procedures in order to evaluate the performance of the different methods. This includes comparison with previously published CNVs as well as using a replication sample of 239 individuals, genotyped with Illumina 550K arrays. We also established a new evaluation procedure that employs the fact that related individuals are expected to share their CNVs more frequently than randomly selected individuals. The ability to detect both rare and common CNVs provides a valuable resource that will facilitate association studies exploring potential phenotypic associations with CNVs. CONCLUSION: Our new methodologies for CNV detection and their evaluation will help in extracting additional information from the large amount of SNP-genotyping data on various cohorts and use this to explore structural variants and their impact on complex traits.

Non-classical karyotypic features in relapsed childhood B-cell precursor acute lymphoblastic leukemia.

Karyotype analysis of acute lymphoblastic leukemia (ALL) at diagnosis has provided valuable prognostic markers for treatment stratification. However, reports of cytogenetic studies of relapsed ALL samples are limited. We compared the karyotypes from 436 nonselected B-cell precursor ALL patients at initial diagnosis and of 76 patients at first relapse. We noticed a relative increase of karyotypes that did not fall into the classic ALL cytogenetic subgroups (high hyperdiploidy, t(12;21), t(9;22), 11q23, t(1;19), <45 chromosomes) in a group of 29 patients at relapse (38%) compared to 130 patients at presentation (30%). Non-classical cytogenetic aberrations in these 29 patients were mostly found on chromosomes 1, 2, 7, 9, 13, 14, and 17. We also describe six rare reciprocal translocations, three of which involved 14q32. The most frequent abnormalities were found in 9p (12/29 cases) and were associated with a marked decrease in the duration of the second remission, but not of the probability of 10-year event-free survival after relapse treatment. From 29 patients with non-classical cytogenetic aberrations, only 8 (28%) had been stratified to a high risk-arm on the first treatment protocol, suggesting that this subgroup might benefit from the identification of new prognostic markers in future studies.