High levels of Bifidobacteria are associated with increased levels of anthocyanin microbial metabolites: a randomized clinical trial.

The health benefits associated with the consumption of polyphenol-rich foods have been studied in depth, however, the full mechanism of action remains unknown. One of the proposed mechanisms is through microbiota interaction. In the present study, we aimed to explore the relationship between changes in fecal microbiota and changes in urinary phenolic metabolites after wine interventions. Nine participants followed a randomized, crossover, controlled interventional trial. After the washout period, they received red wine, dealcoholized red wine or gin for 20 days each. Polyphenol metabolites (n > 60) in urine were identified and quantified by UPLC-MS/MS and the microbial content of fecal samples was quantified by real-time quantitative PCR. Interventions with both red wine and dealcoholized red wine increased the fecal concentration of Bifidobacterium, Enterococcus and Eggerthella lenta, compared to gin intervention and baseline. When participants were categorized in tertiles of changes in fecal bacteria, those in the highest tertile of Bifidobacteria had higher urinary concentration changes in syringic acid, p-coumaric acid, 4-hydroxybenzoic acid and homovanillic acid (all anthocyanin metabolites) than those in tertile 1 (P < 0.05, all). In addition, changes of Bifidobacteria correlated positively with changes of these metabolites (r = 0.5-0.7, P < 0.05, all). Finally, the 68.5% changes in Bifidobacteria can be predicted by syringic acid and 4-hydroxybenzoic acid changes. This study confirms the important role of polyphenols as bacterial substrates and their modulatory capacity as an important field in the research of new products with prebiotic and probiotic characteristics for the food industry.

Antiplasmodial activity of iron(II) and ruthenium(II) organometallic complexes against Plasmodium falciparum blood parasites

This work reports the in vitro activity against Plasmodium falciparumblood forms (W2 clone, chloroquine-resistant) of tamoxifen-based compounds and their ferrocenyl (ferrocifens) and ruthenocenyl (ruthenocifens) derivatives, as well as their cytotoxicity against HepG2 human hepatoma cells. Surprisingly with these series, results indicate that the biological activity of ruthenocifens is better than that of ferrocifens and other tamoxifen-like compounds. The synthesis of a new metal-based compound is also described. It was shown, for the first time, that ruthenocifens are good antiplasmodial prototypes. Further studies will be conducted aiming at a better understanding of their mechanism of action and at obtaining new compounds with better therapeutic profile.

Economic structure and key sectors analysis of greenhouse gas emissions in Uruguay

This paper identifies the key sectors in greenhouse gas emissions of the Uruguayan economy through input-output analysis. This allows to precisely determine the role played by the different productive sectors and their relationship with other sectors in the relation between the Uruguayan productive structure and atmospheric pollution. In order to guide policy design for GHG reduction, we decompose sectors liability between the pollution generated through their own production processes and the pollution indirectly generated in the production processes of other sectors. The results show that all the key polluting sectors for the different contaminants considered are relevant because of their own emissions, except for the sector Motor vehicles and oil retail trade, which is relevant in CO2 emissions because of its pure, both backward and forward, linkages. Finally, the best policy channels for controlling and reducing GHGs emissions are identified, and compared with the National Climate Change Response Plan (NCCRP) lines of action.

Evaluation of the efficacy and safety of lanreotide in combination with targeted therapies in patients with neuroendocrine tumours in clinical practice: a retrospective cross-sectional analysis.

BACKGROUND Based on the mechanism of action, combining somatostatin analogues (SSAs) with mTOR inhibitors or antiangiogenic agents may provide synergistic effects for the treatment of patients with neuroendocrine tumours (NETs). Herein, we investigate the use of these treatment combinations in clinical practice. METHODS This retrospective cross-sectional analysis of patients with NETs treated with the SSA lanreotide and targeted therapies at 35 Spanish hospitals evaluated the efficacy and safety of lanreotide treatment combinations in clinical practice. The data of 159 treatment combinations with lanreotide in 133 patients was retrospectively collected. RESULTS Of the 133 patients, with a median age of 59.4 (16-83) years, 70 (52.6 %) patients were male, 64 (48.1 %) had pancreatic NET, 23 (17.3 %) had ECOG PS ≥2, 41 (30.8 %) had functioning tumours, 63 (47.7 %) underwent surgery of the primary tumour, 45 (33.8 %) had received prior chemotherapy, and 115 (86.5 %) had received prior SSAs. 115 patients received 1 lanreotide treatment combination and 18 patients received between 2 and 5 combinations. Lanreotide was mainly administered in combination with everolimus (73 combinations) or sunitinib (61 combinations). The probability of being progression-free was 78.5 % (6 months), 68.6 % (12 months) and 57.0 % (18 months) for patients who only received everolimus plus lanreotide (n = 57) and 89.3 % (6 months), 73.0 % (12 months), and 67.4 % (18 months) for patients who only received sunitinib and lanreotide (n = 50). In patients who only received everolimus plus lanreotide the median time-to-progression from the initiation of lanreotide combination treatment was 25.8 months (95 % CI, 11.3, 40.3) and it had not yet been reached among the subgroup of patients only receiving sunitinib plus lanreotide. The safety profile of the combination treatment was comparable to that of the targeted agent alone. CONCLUSIONS The combination of lanreotide and targeted therapies, mainly everolimus and sunitinib, is widely used in clinical practice without unexpected toxicities and suggests efficacy that should be explored in randomized prospective clinical trials.

An in vitro iron superoxide dismutase inhibitor decreases the parasitemia levels of Trypanosoma cruzi in BALB/c mouse model during acute phase.

In order to identify new compounds to treat Chagas disease during the acute phase with higher activity and lower toxicity than the reference drug benznidazole (Bz), two hydroxyphthalazine derivative compounds were prepared and their trypanocidal effects against Trypanosoma cruzi were evaluated by light microscopy through the determination of IC50 values. Cytotoxicity was determined by flow cytometry assays against Vero cells. In vivo assays were performed in BALB/c mice, in which the parasitemia levels were quantified by fresh blood examination; the assignment of a cure was determined by reactivation of blood parasitemia levels after immunosuppression. The mechanism of action was elucidated at metabolic and ultra-structural levels, by (1)H NMR and TEM studies. Finally, as these compounds are potentially capable of causing oxidative damage in the parasites, the study was completed, by assessing their activity as potential iron superoxide dismutase (Fe-SOD) inhibitors. High-selectivity indices observed in vitro were the basis of promoting one of the tested compounds to in vivo assays. The tests on the murine model for the acute phase of Chagas disease showed better parasitemia inhibition values than those found for Bz. Compound 2 induced a remarkable decrease in the reactivation of parasitemia after immunosuppression. Compound 2 turned out to be a great inhibitor of Fe-SOD. The high antiparasitic activity and low toxicity together with the modest costs for the starting materials render this compound an appropriate molecule for the development of an affordable anti-Chagas agent.

The Molecular Basis for Antimicrobial Activity of Pore-Forming Cyclic Peptides

The mechanism of action of antimicrobial peptides is, to our knowledge, still poorly understood. To probe the biophysical characteristics that confer activity, we present here a molecular-dynamics and biophysical study of a cyclic antimicrobial peptide and its inactive linear analog. In the simulations, the cyclic peptide caused large perturbations in the bilayer and cooperatively opened a disordered toroidal pore, 1–2 nm in diameter. Electrophysiology measurements confirm discrete poration events of comparable size. We also show that lysine residues aligning parallel to each other in the cyclic but not linear peptide are crucial for function. By employing dual-color fluorescence burst analysis, we show that both peptides are able to fuse/aggregate liposomes but only the cyclic peptide is able to porate them. The results provide detailed insight on the molecular basis of activity of cyclic antimicrobial peptides

Inflammasome activators induce interleukin-1α secretion via distinct pathways with differential requirement for the protease function of caspase-1.

Through their capacity to sense danger signals and to generate active interleukin-1β (IL-1β), inflammasomes occupy a central role in the inflammatory response. In contrast to IL-1β, little is known about how IL-1α is regulated. We found that all inflammasome activators also induced the secretion of IL-1α, leading to the cosecretion of both IL-1 cytokines. Depending on the type of inflammasome activator, release of IL-1α was inflammasome dependent or independent. Calcium influx induced by the opening of cation channels was sufficient for the inflammasome-independent IL-1α secretion. In both cases, IL-1α was released primarily in a processed form, resulting from intracellular cleavage by calpain-like proteases. Inflammasome-caspase-1-dependent release of IL-1α and IL-1β was independent of caspase-1 catalytic activity, defining a mode of action for caspase-1. Because inflammasomes contribute to the pathology of numerous chronic inflammatory diseases such as gout and diabetes, IL-1α antagonists may be beneficial in the treatment of these disorders.

Monitoring of innate and adaptive immune responses in the context of human immunotherapy

Summary1 SummaryCancer patients have a better clinical outcome when their tumours display marked infiltration by memory Τ cells. Moreover, the overrepresentation of Th1 gene signatures in primary tumours correlates with favourable prognosis. Thus, vaccination to induce Τ cells capable of infiltrating and eradicating the tumour seems a promising strategy for the treatment of cancer. Here, I monitored CD4 Τ cell responses in melanoma patients vaccinated with the long synthetic peptides Melan- A16-35(A27L) and NY-ESO-179.108. Most of the patients developed strong and diverse peptide antigen specific CD4 Τ cell responses. Analysis of the fine specificity of CD4 Τ cell antigen recognition led to the identification of two new epitopes. The peptide Melan-A16_35(A27L) was delivered by virus-like particles (VLPs) derived from bacteriophage Οβ, which themselves displayed strong immunogenicity. I show evidence for induction of Οβ- and Melan-A specific CD4 Τ cell responses that developed a Th1 functional profile after repeated vaccination cycles. They also specifically released the chemokines CCL-3 and CCL-4, which play important roles in attracting CD8 Τ cells to the APC surface for priming and formation of Τ cell memory. We further found induction of robust humoral IgG responses upon VLP vaccination, and the lgG1-lgG4 isotype composition depended on the adjuvant used. Since heavy chain class switching largely dépends on the presence of CD4 Τ cell help, this result suggests that the adjuvant can influence the differentiation of elicited CD4 Τ cells, thereby contributing to the quality and function of both Β cells and CD8 Τ cells. The nature of the inflammatory processes in the tumour microenvironment can modulate CD8 Τ cell function. A collaboration was established for the investigation regulation of inflammasome activation in human primary monocytes. We identified IL- 4 and TGF-β as strong inhibitors of IL-1 β secretion, Indicating some level of regulation from effector Th2 and Treg responses. We further found a potent inhibition of inflammasome activation by type I interferon, and demonstrated in vivo inhibition of IL-1 β responses in monocytes from active multiple sclerosis patients under IFN-β therapy. This finding further offers a possible explanation for its success, which mechanism of action is still largely unclear. Interestingly, type I interferon is also being used as adjuvant treatment for tumour free metastatic cutaneous melanoma patients. While its clinical benefit has remained controversial, recent data suggest that the subset of patients with ulcerated primary melanoma lesions can benefit from this therapy. Future investigations will shed light on the implication of the inflammasome in this context, and may offer new strategies for improved adjuvant treatments of melanoma.2 RésuméLes patients atteints de cancer ont une meilleure chance de survie si leurs tumeurs s'avèrent être largement infiltrées par des cellules Τ mémoires. De plus, la surreprésentation d'une signature génique Th1 est en corrélation avec un pronostic favorable. Ainsi, la vaccination visant à induire des cellules Τ capables d'infiltrer et de détruire la tumeur parait être une stratégie prometteuse pour le traitement du cancer. Dans ce travail, j'ai procédé au monitoring de la réponse des cellules Τ CD4 dans des patients atteints de mélanome vaccinés avec les longs peptides synthétiques Melan-A16_35(A27L) et NY-ESO-179_108. Ces peptides représentent des antigènes tumoraux reconnus par des lymphocytes T. La majorité des patients a développé une réponse forte et diversifiée des cellules Τ CD4 spécifiques contre les peptides. L'analyse de la spécificité fine de la reconnaissance antigénique des cellules Τ CD4 nous a conduits à l'identification de deux nouveaux épitopes. Le peptide Melan-Aie. 35(A27L) a été délivré par des particules de type viral (VLPs) dérivés de bactériophages Qβ, qui ont eux-mêmes démontré une forte immunogénicité. Mon travail montre les preuves d'une induction de réponses spécifiques des cellules Τ CD4 contre les Qβ et Melan-A développant un profil fonctionnel Th1 après plusieurs cycles de vaccination. Elles secrètent aussi spécifiquement les chimiokines CCL-3 et CCL-4, qui jouent un rôle important dans l'attraction des cellules Τ CD8 à la surface des cellules présentatrices d'antigènes et contribuent ainsi à induire et former la mémoire cellulaire Τ CD8. Nous avons également remarqué une induction de fortes réponses humorales IgG après vaccination avec les VLPs, et que la composition des isotypes lgG1-lgG4 dépendait de l'adjuvant utilisé. Etant donné qu'une commutation de classe de la chaîne lourde dépend largement ùie l'aide des cellules Τ CD4, ce résultat suggère que l'adjuvant puisse influencer la différeritiation de cellules Τ CD4 en différent types, contribuant ainsi à la qualité et à la fonction des cellules Β et des cellules Τ CD8.La nature des processus d'inflammation dans le microenvironnement tumoral peut moduler la fonction des cellules Τ CD8. Une collaboration a été établie pour investiguer la régulation de l'activation de l'inflammasome dans des monocytes primaires humains. Nous avons identifié l'IL-4 et le TGF-β comme étant de puissants inhibiteurs de la sécrétion de IL-Ιβ, indiquant une certaine régulation de la réponse inflammatoire induite par les cellules Th2 et Τ régulatrices. Nous avons également trouvé une forte inhibition de l'activation de l'inflammasome par l'interféron type I, et nous avons démontré une inhibition in vivo de la réponse IL-1 β dans des monocytes de patients atteints d'une sclérose en plaque active sous traitement IFN-β. Ce résultat nous offre une possible explication du succès de cette thérapie, dont le mécanisme reste à ce jour encore largement obscur. Il est intéressant de noter que l'interféron de type I est également utilisé pour le traitement de patients atteints de mélanome cutané métastasique sans tumeurs. Bien que le bénéfice clinique de ce traitement reste controversé, des études récentes montrent qu'une partie des patients atteints de mélanome primaire ulcéré peut tirer bénéfice de cette thérapie. De futures investigations pourront mieux nous renseigner sur l'implication de l'inflammasome dans ce contexte et offrir de nouvelles stratégies pour améliorer les traitements adjuvants du mélanome.

Interference of pollutants with PPARs: endocrine disruption meets metabolism.

The concept of endocrine disruption emerged over a decade ago with the observation that several natural or industrial compounds can interfere with estrogen and androgen signaling, and thereby affect both male and female reproductive functions. Since then, many endocrine-disrupting chemicals (EDCs) have been identified and the concept has been broadened to receptors regulating other aspects of endocrine pathways. In that context, interference of EDCs with receptors regulating metabolism has been proposed as a factor that could contribute to metabolic diseases such as obesity and diabetes. We review recent studies showing that several pollutants, including phthalates and organotins, interfere with PPAR (peroxisome proliferator-activated receptors) nuclear receptors and may thereby affect metabolic homeostasis. Particular emphasis is given on the mechanisms of action of these compounds. However, unlike what has been suspected, we provide evidence from mouse models suggesting that in utero exposure to the phthalate ester di-ethyl-hexyl-phthalate most likely does not predispose to obesity. Collectively, these studies define a subclass of EDCs that perturb metabolic signaling and that we propose to define as metabolic disruptors.

Validation study of the French version of the observer-rater scales measuring coping and cognitive errors (CE-CAP) on a non-clinical population

This study examined the validity and reliability of the French version of two observer-rated measures developed to assess cognitive errors (cognitive errors rating system [CERS]) [6] and coping action patterns (coping action patterns rating system [CAPRS]) [22,24]. The CE measures 14 cognitive errors, broken down according to their valence positive or negative (see the definitions by A.T. Beck), and the CAP measures 12 coping categories, based on an comprehensive review literature, each broken down into three levels of action (affective, behavioural, cognitive). Thirty (N = 30) subjects recruited in a community sample participated in the study. They were interviewed according to a standardized clinical protocol: these interviews were transcribed and analysed with both observer-rated systems. Results showed that the inter-rater reliability of the two measures is good and that their internal validity is satisfactory, due to a non-significant canonical correlation between CAP and CE. With regard to discriminant validity, we found a non-significant canonical correlation between CAPRS and CISS, one of most widely used self-report questionnaire measuring coping. The same can be said for the correlation with a self-report questionnaire measuring symptoms (SCL-90-R). These results confirm the absence of confounds in the assessment of cognitive errors and of coping as assessed by these observer-rated scales and add an argument in favour of the French validation of the CE-CAP rating scales. (C) 2010 Elsevier Masson SAS. All rights reserved.

Tasosartan, enoltasosartan, and angiotensin II receptor blockade: the confounding role of protein binding.

Tasosartan is a long-acting angiotensin II (AngII) receptor blocker. Its long duration of action has been attributed to its active metabolite enoltasosartan. In this study we evaluated the relative contribution of tasosartan and enoltasosartan to the overall pharmacological effect of tasosartan. AngII receptor blockade effect of single doses of tasosartan (100 mg p.o. and 50 mg i.v) and enoltasosartan (2.5 mg i.v.) were compared in 12 healthy subjects in a randomized, double blind, three-period crossover study using two approaches: the in vivo blood pressure response to exogenous AngII and an ex vivo AngII radioreceptor assay. Tasosartan induced a rapid and sustained blockade of AngII subtype-1 (AT1) receptors. In vivo, tasosartan (p.o. or i.v.) blocked by 80% AT1 receptors 1 to 2 h after drug administration and still had a 40% effect at 32 h. In vitro, the blockade was estimated to be 90% at 2 h and 20% at 32 h. In contrast, the blockade induced by enoltasosartan was markedly delayed and hardly reached 60 to 70% despite the i.v. administration and high plasma levels. In vitro, the AT1 antagonistic effect of enoltasosartan was markedly influenced by the presence of plasma proteins, leading to a decrease in its affinity for the receptor and a slower receptor association rate. The early effect of tasosartan is due mainly to tasosartan itself with little if any contribution of enoltasosartan. The antagonistic effect of enoltasosartan appears later. The delayed in vivo blockade effect observed for enoltasosartan appears to be due to a high and tight protein binding and a slow dissociation process from the carrier.

Estrogenic activity assessment of environmental chemicals using in vitro assays: identification of two new estrogenic compounds.

Environmental chemicals with estrogenic activities have been suggested to be associated with deleterious effects in animals and humans. To characterize estrogenic chemicals and their mechanisms of action, we established in vitro and cell culture assays that detect human estrogen receptor [alpha] (hER[alpha])-mediated estrogenicity. First, we assayed chemicals to determine their ability to modulate direct interaction between the hER[alpha] and the steroid receptor coactivator-1 (SRC-1) and in a competition binding assay to displace 17ss-estradiol (E(2)). Second, we tested the chemicals for estrogen-associated transcriptional activity in the yeast estrogen screen and in the estrogen-responsive MCF-7 human breast cancer cell line. The chemicals investigated in this study were o,p'-DDT (racemic mixture and enantiomers), nonylphenol mixture (NPm), and two poorly analyzed compounds in the environment, namely, tris-4-(chlorophenyl)methane (Tris-H) and tris-4-(chlorophenyl)methanol (Tris-OH). In both yeast and MCF-7 cells, we determined estrogenic activity via the estrogen receptor (ER) for o,p'-DDT, NPm, and for the very first time, Tris-H and Tris-OH. However, unlike estrogens, none of these xenobiotics seemed to be able to induce ER/SRC-1 interactions, most likely because the conformation of the activated receptor would not allow direct contacts with this coactivator. However, these compounds were able to inhibit [(3)H]-E(2) binding to hER, which reveals a direct interaction with the receptor. In conclusion, the test compounds are estrogen mimics, but their molecular mechanism of action appears to be different from that of the natural hormone as revealed by the receptor/coactivator interaction analysis.

Radiolabeled and native antibodies and the prospect of cure of follicular lymphoma

Advanced-stage follicular lymphoma is incurable by conventional treatment. Rituximab has been introduced in various combinations with chemotherapy and has resulted in a significantly superior treatment outcome compared with chemotherapy alone. Multiple studies have also shown the efficacy of radioimmunotherapy (RIT) both as a single agent and in combination with chemotherapy. Rituximab and RIT have clearly distinct mechanisms of action, the first acting exclusively as a biological treatment, while the second acts by a combination of biologic mechanisms and radiation effects. Despite the therapeutic efficacy of both approaches, the potential exists to further improve both modalities. Repeat administrations of RIT using appropriate radioisotopes for treatment of residual disease or new targeting strategies might afford additional benefits. Unlabeled antibody treatment could potentially benefit from the combination of antibodies directed against different target antigens or combination therapy with cytokines capable of further mobilizing patients' cellular defenses. In this review, we hypothesize that the combination of an optimized biological treatment together with radiolabeled antibodies and chemotherapy early in the disease course of advanced-stage follicular lymphoma may represent the best approach to achieve prolonged disease-free survival and eventually cure.

Generation of reconstituted human plasma-derived secretory-like IgA and IgM and their protective effect on intestinal epithelium

Les muqueuses sont les membranes tapissant les cavités du corps, tel que le tube digestif, et sont en contact direct avec l'environnement extérieur. Ces surfaces subissent de nombreuses agressions pouvant être provoquées par des agents pathogènes (bactéries, toxines ou virus). Cela étant, les muqueuses sont munies de divers mécanismes de protection dont notamment deux protéines-clés permettant de neutraliser les agents pathogènes : les anticorps ou immunoglobulines sécrétoires A (SIgA) et M (SIgM). Ces anticorps sont, d'une part, fabriqués au niveau de la muqueuse sous forme d'IgA et IgM. Lorsqu'ils sont sécrétés dans l'intestin, ils se lient à une protéine appelée pièce sécrétoire et deviennent ainsi SIgA et SïgM. La présence de la pièce sécrétoire est essentielle pour que les anticorps puissent fonctionner au niveau de la muqueuse. D'autre part, ces anticorps sont également fabriqués dans d'autres parties du corps en général et se retrouvent dans le sang sous forme d'IgA et IgM Chez l'homme, des thérapies basées sur l'injection d'anticorps donnent de bons résultats depuis de nombreuses années notamment dans le traitement des infections. Bien qu'un certain nombre d'études ont montré le rôle protecteur des anticorps de type IgA et IgM, ceux-ci ne sont que rarement utilisés dans les thérapies actuelles. La principale raison de cette faible utilisation réside dans la production ou la purification des IgA/IgM ou SIgA/SIgM (la forme active au niveau des muqueuses) qui est difficile à réaliser à large échelle. Ainsi, le but de la thèse était (1) d'étudier la possibilité d'employer des IgA et des IgM provenant du sang humain pour générer des SIgA et SIgM et (2) de voir si ces anticorps reconstitués pouvaient neutraliser certains agents pathogènes au niveau des muqueuses. Tout d'abord, une analyse biochimique des IgA et des IgM issues du sang a été effectuée. Nous avons observé que ces anticorps avaient des caractéristiques similaires aux anticorps naturellement présents au niveau des muqueuses. De plus, nous avons confirmé que ces anticorps pouvaient être associés à une pièce sécrétoire produite en laboratoire pour ainsi donner des SIgA et SIgM reconstituées. Ensuite, la fonctionnalité des anticorps reconstitués a été testée grâce à un modèle de couche unique de cellules intestinales différenciées (monocouches) en laboratoire imitant la paroi de l'intestin. Ces monocouches ont été infectées par une bactérie pathogène, Shigella flexneri, responsable de la shigellose, une maladie qui provoque des diarrhées sanglantes chez l'homme. L'infection des monocouches par les bactéries seules ou combinées aux SIgA et SIgM reconstituées a été analysée. Nous avons observé que les dommages des cellules étaient moins importants lorsque les SIgA étaient présentes. Il apparaît que les SIgA neutralisent les bactéries en se fixant dessus, ce qui provoque leur agrégation, et diminuent l'inflammation des cellules. La protection s'est montrée encore plus efficace avec les SIgM. De plus, nous avons vu que les SIgA et SIgM pouvaient diminuer la sécrétion de facteurs nocifs produits par les bactéries. Utilisant le même modèle des monocouches, la fonctionnalité des IgA issues du sang humain a aussi été testée contre une toxine sécrétée par une bactérie appelée Clostridium diffìcile. Cette bactérie peut être présente naturellement dans l'intestin de personnes saines, cependant elle peut devenir pathogène dans certaines conditions et être à l'origine de diarrhées et d'inflammations de l'intestin via la sécrétion de toxines. Des préparations d'anticorps contenant une certaine proportion de SIgA reconstituées ont amené à une diminution des dommages et de l'inflammation des monocouches causés par la toxine. L'ensemble de ces résultats prometteurs, montrant que des SIgA et SIgM reconstituées peuvent protéger la paroi de l'intestin des infections bactériennes, nous conduisent à approfondir la recherche sur ces anticorps dans des modèles animaux. L'aboutissement de ce type de recherche permettrait de tester, par la suite, l'efficacité sur l'homme de traitements des infections des muqueuses par injection d'anticorps de type SIgA et SIgM reconstituées. Les muqueuses, telle que la muqueuse gastrointestinale, sont des surfaces constamment exposées à l'environnement et leur protection est garantie par une combinaison de barrières mécaniques, physicochimiques et immunologiques. Parmi les divers mécanismes de protection immunologiques, la réponse humorale spécifique joue un rôle prépondérant et est assurée par les immunoglobulines sécrétoires de type A (SIgA) et M (SIgM). Les thérapies basées sur l'administration d'IgG apportent d'importants bénéfices dans le domaine de la santé. Bien que des études sur les animaux aient montré que l'administration par voie muqueuse d'IgA polymérique (plgA) ou SIgA pouvaient protéger des infections, des IgA/SIgA n'ont été utilisées qu'occasionnellement dans les thérapies. De plus, des études précliniques et cliniques ont démontré que l'administration par voie systémique de préparations enrichies en IgM pouvait aussi protéger des infections. Cependant, l'administration par voie muqueuse d'IgM/SIgM purifiées n'a pas été examinée jusqu'à présent. La principale raison est que la purification ou là production des IgA/SIgA et IgM/SIgM est difficile à réaliser à large échelle. Le but de ce travail de thèse était d'examiner la possibilité d'associer des IgA et IgM polyclonals purifiées à partir du plasma humain avec une pièce sécrétoire recombinante humaine afin de générer des SIgA et SIgM reconstituées fonctionnelles. Tout d'abord, une analyse biochimique des IgA et IgM issues du plasma humain a été effectuée par buvardage de western et Chromatographie. Ces molécules avaient des caractéristiques biochimiques similaires à celles des immunoglobulines issues de la muqueuse. L'association entre plgA ou IgM issues du plasma humain et la pièce sécrétoire recombinante humaine a été confirmée, ainsi que la stoechiométrie 1:1 de l'association. Comme dans les conditions physiologiques, cette association permettait de retarder la dégradation des SIgA et SIgM reconstituées exposées à des protéases intestinales. Ensuite, la fonctionnalité et le mode d'action des IgA et IgM issues du plasma humain, ainsi que des SIgA et SIgM reconstituées, ont été explorés grâce à un modèle in vitro de monocouches de cellules intestinales épithéliales polarisées de type Caco-2, qui imite l'épithélium intestinal. Les monocouches ont été infectées par un pathogène entérique, Shigella flexneri, seul ou combiné aux immunoglobulines issues du plasma humain ou aux immunoglobulines sécrétoires reconstituées. Bien que les dommages des monocouches aient été retardés par les plgA et SIgA reconstituées, les IgM et SIgM reconstituées se sont montrées supérieures dans le maintien de l'intégrité des cellules. Une agrégation bactérienne et une diminution de l'inflammation des monocouches ont été observées avec les plgA et SIgA reconstituées. Ces effets étaient augmentés avec les IgM et SIgM reconstituées. De plus, il s'est révélé que les deux types d'immunoglobulines de type sécrétoire reconstituées agissaient directement sur la virulence des bactéries en réduisant leur sécrétion de facteurs de virulence. La fonctionnalité des IgA issues du plasma humain a aussi été testée contre la toxine A de Clostridium difficile grâce au même modèle de monocouches de cellules épithéliales. Nous avons démontré que des préparations enrichies en IgA provenant du plasma humain pouvaient diminuer les dommages et l'inflammation des monocouches induits par la toxine. L'ensemble de ces résultats démontrent que des IgA et IgM de type sécrétoire peuvent être générées à partir d'IgA et IgM issues du plasma humain en les associant à la pièce sécrétoire et que ces molécules protègent l'épithélium intestinal contre des bactéries pathogènes. Ces molécules pourraient dès lors être testées dans des modèles in vivo. Le but final serait de les utiliser chez l'homme à des fins d'immunisation passive dans le traitement de pathologies associées à la muqueuse telles que les infections. - Mucosal surfaces, such as gastrointestinal mucosa, are constantly exposed to the external environment and their protection is ensured by a combination of mechanical, physicochemical and immunological barriers. Among the various immunological defense mechanisms, specific humoral mucosal response plays a crucial role and is mediated by secretory immunoglobulins A (SIgA) and M (SIgM). Immunoglobulin therapy based on the administration of IgG molecules leads important health benefits. Even though animal studies have shown that mucosal application of polymeric IgA (plgA) or SIgA provided protection against infections, IgA/SIgA have been only used occasionally for therapeutic application. Moreover, preclinical and clinical studies have demonstrated that systemic administration of IgM-enriched preparations could also afford protection against infections. Nevertheless, mucosal application of purified IgM/SIgM has not been examined. The main reason is that the purification or production of IgA/SIgA and IgM/SIgM at large scale is difficult to achieve. The aim of this PhD project was to examine the possibility to associate polyclonal human plasma-derived IgA and IgM with recombinant human secretory component (SC) to generate functional secretoiy-like IgA and IgM. First, biochemical analysis of human plasma IgA and IgM was performed by western blotting and chromatography. These molecules exhibited the same biochemical features as mucosa-derived antibodies (Abs). The association between human plasma plgA or IgM and recombinant human SC was confirmed, as well as the 1:1 stoichiometry of association. Similarly to physiological conditions, this association delayed the degradation of secretory-like IgA or IgM by intestinal proteases. Secondly, the function activity and the mode of action of human plasma IgA and IgM, as well as secretory-like IgA and IgM were explored using an in vitro model of polarized intestinal epithelial Caco-2 cell monolayers mimicking intestinal epithelium. Cell monolayers were infected with an enteropathogen, Shigella flexneri, alone or in combination to plasma Abs or secretory-like Abs. Even though plasma plgA and secretoiy-like IgA resulted in a delay of bacteria-induced damages of cell monolayers, plasma IgM and secretory-like IgM were shown to be superior in maintenance of cell integrity. Polymeric IgA and secretory-like IgA induced bacterial aggregation and decreased cell monolayer inflammation, effects further amplified with IgM and secretory-like IgM. In addition, both secretory-like Abs directly impacted on bacterial virulence leading to a reduction in secretion of virulence factors by bacteria. The functionality of human plasma IgA was also tested against Clostridium difficile toxin A using Caco-2 cell monolayers. Human plasma IgA- enriched preparations led to a diminution of cell monolayer damages and a decrease of cellular inflammation induced by the toxin. The sum of these results demonstrates that secretory-like IgA and IgM can be generated from purified human plasma IgA and IgM associated to SC and that these molecules are functional to protect intestinal epithelium from bacterial infections. These molecules could be now tested using in vivo models. The final goal would be to use them by passive immunization in the treatment of mucosa-associated pathologies like infections in humans.

Evolving from inferences to decisions in the interpretation of scientific evidence

Le travail d'un(e) expert(e) en science forensique exige que ce dernier (cette dernière) prenne une série de décisions. Ces décisions sont difficiles parce qu'elles doivent être prises dans l'inévitable présence d'incertitude, dans le contexte unique des circonstances qui entourent la décision, et, parfois, parce qu'elles sont complexes suite à de nombreuse variables aléatoires et dépendantes les unes des autres. Etant donné que ces décisions peuvent aboutir à des conséquences sérieuses dans l'administration de la justice, la prise de décisions en science forensique devrait être soutenue par un cadre robuste qui fait des inférences en présence d'incertitudes et des décisions sur la base de ces inférences. L'objectif de cette thèse est de répondre à ce besoin en présentant un cadre théorique pour faire des choix rationnels dans des problèmes de décisions rencontrés par les experts dans un laboratoire de science forensique. L'inférence et la théorie de la décision bayésienne satisfont les conditions nécessaires pour un tel cadre théorique. Pour atteindre son objectif, cette thèse consiste de trois propositions, recommandant l'utilisation (1) de la théorie de la décision, (2) des réseaux bayésiens, et (3) des réseaux bayésiens de décision pour gérer des problèmes d'inférence et de décision forensiques. Les résultats présentent un cadre uniforme et cohérent pour faire des inférences et des décisions en science forensique qui utilise les concepts théoriques ci-dessus. Ils décrivent comment organiser chaque type de problème en le décomposant dans ses différents éléments, et comment trouver le meilleur plan d'action en faisant la distinction entre des problèmes de décision en une étape et des problèmes de décision en deux étapes et en y appliquant le principe de la maximisation de l'utilité espérée. Pour illustrer l'application de ce cadre à des problèmes rencontrés par les experts dans un laboratoire de science forensique, des études de cas théoriques appliquent la théorie de la décision, les réseaux bayésiens et les réseaux bayésiens de décision à une sélection de différents types de problèmes d'inférence et de décision impliquant différentes catégories de traces. Deux études du problème des deux traces illustrent comment la construction de réseaux bayésiens permet de gérer des problèmes d'inférence complexes, et ainsi surmonter l'obstacle de la complexité qui peut être présent dans des problèmes de décision. Trois études-une sur ce qu'il faut conclure d'une recherche dans une banque de données qui fournit exactement une correspondance, une sur quel génotype il faut rechercher dans une banque de données sur la base des observations faites sur des résultats de profilage d'ADN, et une sur s'il faut soumettre une trace digitale à un processus qui compare la trace avec des empreintes de sources potentielles-expliquent l'application de la théorie de la décision et des réseaux bayésiens de décision à chacune de ces décisions. Les résultats des études des cas théoriques soutiennent les trois propositions avancées dans cette thèse. Ainsi, cette thèse présente un cadre uniforme pour organiser et trouver le plan d'action le plus rationnel dans des problèmes de décisions rencontrés par les experts dans un laboratoire de science forensique. Le cadre proposé est un outil interactif et exploratoire qui permet de mieux comprendre un problème de décision afin que cette compréhension puisse aboutir à des choix qui sont mieux informés. - Forensic science casework involves making a sériés of choices. The difficulty in making these choices lies in the inévitable presence of uncertainty, the unique context of circumstances surrounding each décision and, in some cases, the complexity due to numerous, interrelated random variables. Given that these décisions can lead to serious conséquences in the admin-istration of justice, forensic décision making should be supported by a robust framework that makes inferences under uncertainty and décisions based on these inferences. The objective of this thesis is to respond to this need by presenting a framework for making rational choices in décision problems encountered by scientists in forensic science laboratories. Bayesian inference and décision theory meets the requirements for such a framework. To attain its objective, this thesis consists of three propositions, advocating the use of (1) décision theory, (2) Bayesian networks, and (3) influence diagrams for handling forensic inference and décision problems. The results present a uniform and coherent framework for making inferences and décisions in forensic science using the above theoretical concepts. They describe how to organize each type of problem by breaking it down into its différent elements, and how to find the most rational course of action by distinguishing between one-stage and two-stage décision problems and applying the principle of expected utility maximization. To illustrate the framework's application to the problems encountered by scientists in forensic science laboratories, theoretical case studies apply décision theory, Bayesian net-works and influence diagrams to a selection of différent types of inference and décision problems dealing with différent catégories of trace evidence. Two studies of the two-trace problem illustrate how the construction of Bayesian networks can handle complex inference problems, and thus overcome the hurdle of complexity that can be present in décision prob-lems. Three studies-one on what to conclude when a database search provides exactly one hit, one on what genotype to search for in a database based on the observations made on DNA typing results, and one on whether to submit a fingermark to the process of comparing it with prints of its potential sources-explain the application of décision theory and influ¬ence diagrams to each of these décisions. The results of the theoretical case studies support the thesis's three propositions. Hence, this thesis présents a uniform framework for organizing and finding the most rational course of action in décision problems encountered by scientists in forensic science laboratories. The proposed framework is an interactive and exploratory tool for better understanding a décision problem so that this understanding may lead to better informed choices.