Étude des gènes de fusion MLL dans les leucémies aigues humaines

Les leucémies aigues sont la conséquence d’une prolifération clonale et maligne des cellules hématopoïétiques. Elles surviennent suite à un évènement oncogénique qui se produit dans une cellule souche hématopoïétique (CSH) ou progénitrice. Cela lui confère une certaine instabilité qui engendre l’accumulation d’autres évènements génétiques et/ou épigénétiques responsables du développement clinique de la maladie. Les leucémies MLL représentent environ 10% des leucémies aigues et aujourd’hui, plus de 70 gènes de fusion ont été caractérisés. Les sangs de cordon sont une source importante de CSH et progénitrices. La purification de ces cellules et leur transformation en cellules leucémiques à l’aide de gènes de fusion MLL nous permettent de générer des leucémies aigues humaines dans des souris immunodéficientes NSG et ainsi étudier le potentiel leucémique de différents gènes de fusion MLL. Dans un premier temps, 4 gènes de fusion MLL ont été étudiés : MLL-AF9, MLL-AF4, MLL-ENL et MLL-ELL. In vitro, nous sommes capables de transformer des CSH en cellules leucémiques capables de proliférer rapidement. Les résultats in vivo nous montrent qu’il est possible de générer des leucémies avec les oncogènes MLL-AF9 et MLL-ENL. Pour les fusions MLL-ELL et MLL-AF4, bien que quelques leucémies ont pu être obtenues, plusieurs problèmes techniques nous empêchent aujourd’hui de disposer d’un modèle adéquat permettant l’étude complète de ces oncogènes. Dans un second temps, les leucémies aigues MLL-AF9 ont été étudiées dans un modèle contrôlé où les cellules souches proviennent d’un donneur unique. Grâce à ce modèle, nous avons pu démontrer que l’oncogène MLL-AF9 est suffisant pour induire le développement de la maladie. En effet aucune nouvelle mutation n’a pu être identifiée au cours du développement de la leucémie. Parmi les leucémies myéloïdes aigues (LMA) MLL-AF9 issues de ce modèle, certains gènes non mutés, dont RET, ont été identifiés comme étant de potentiels biomarqueurs de ce sous-groupe de leucémie.

Type of strabismus and changes to fusion measures

Assessing the range of vergence provides information about the patient’s ability to maintain the binocular vision. Disparity vergence measurements should be used to quantify control of an underlying eye misalignment. In the presence of a manifest deviation the testing is performed by first compensating the angle of deviation to determine prognosis. Type of deviation: a) in an exophoria there is an increase in the fast fusional convergence while in an esophoric deviation there is an increase in reflex fusional divergence to attain binocular single vision; b) convergence fusion amplitudes have been found to correlate with control of the exodeviation; c) there is a greater BO range for esos and greater BI range for exos.

Truncation identities for the small polaron fusion hierarchy

We study a one-dimensional lattice model of interacting spinless fermions. This model is integrable for both periodic and open boundary conditions; the latter case includes the presence of Grassmann valued non-diagonal boundary fields breaking the bulk U(1) symmetry of the model. Starting from the embedding of this model into a graded Yang-Baxter algebra, an infinite hierarchy of commuting transfer matrices is constructed by means of a fusion procedure. For certain values of the coupling constant related to anisotropies of the underlying vertex model taken at roots of unity, this hierarchy is shown to truncate giving a finite set of functional equations for the spectrum of the transfer matrices. For generic coupling constants, the spectral problem is formulated in terms of a functional (or TQ-)equation which can be solved by Bethe ansatz methods for periodic and diagonal open boundary conditions. Possible approaches for the solution of the model with generic non-diagonal boundary fields are discussed.

Single-molecule fluorescence resonance energy transfer study of SNARE-mediated membrane fusion

This is a comprehensive study of protein-mediated membrane fusion through single-molecule fluorescence resonance energy transfer (smFRET). Membrane fusion is one of the important cellular processes by which two initially distinct lipid bilayers merge their hydrophobic cores, resulting in one interconnected structure. For example, exocytosis, fertilization of an egg by a sperm and communication between neurons are a few among many processes that rely on some form of fusion. Proteins called soluble N-ethylmaleimide-sensitive factor attachment protein receptor (SNARE) play a central role in fusion processes which is also regulated by many accessory proteins, such as synaptotagmin, complexin and Munc18. By a new lipid mixing method at the single-vesicle level, we are able to accurately detect different stages of SNARE-mediated membrane fusion including docking, hemi and full fusion via FRET value of single donor/acceptor vesicle pair. Through this single-vesicle lipid mixing assay, we discovered the vesicle aggregation induced by C2AB/Ca2+, the dual function of complexin, and the fusion promotion role of Munc18/SNARE-core binding mode. While this new method provides the information regarding the extent of the ensemble lipid mixing, the fusion pore opening between two vesicular cavities and the interaction between proteins cannot be detected. In order to overcome these limitations, we then developed a single-vesicle content mixing method to reveal the key factor of pore expansion by detecting the FRET change of dual-labeled DNA probes encapsulated in vesicles. Through our single-vesicle content mixing assay, we found the fusion pore expansion role of yeast SNAREs as well as neuronal SNAREs plus synaptotagmin 1.

Information Fusion for Anomaly Detection with the Dendritic Cell Algorithm

Dendritic cells are antigen presenting cells that provide a vital link between the innate and adaptive immune system, providing the initial detection of pathogenic invaders. Research into this family of cells has revealed that they perform information fusion which directs immune responses. We have derived a Dendritic Cell Algorithm based on the functionality of these cells, by modelling the biological signals and differentiation pathways to build a control mechanism for an artificial immune system. We present algorithmic details in addition to experimental results, when the algorithm was applied to anomaly detection for the detection of port scans. The results show the Dendritic Cell Algorithm is successful at detecting port scans.

Collimation of deuterium / 3-helium fusion products for advanced spacecraft propulsion and power

Current space exploration has transpired through the use of chemical rockets, and they have served us well, but they have their limitations. Exploration of the outer solar system, Jupiter and beyond will most likely require a new generation of propulsion system. One potential technology class to provide spacecraft propulsion and power systems involve thermonuclear fusion plasma systems. In this class it is well accepted that d-He3 fusion is the most promising of the fuel candidates for spacecraft applications as the 14.7 MeV protons carry up to 80% of the total fusion power while ‘s have energies less than 4 MeV. The other minor fusion products from secondary d-d reactions consisting of 3He, n, p, and 3H also have energies less than 4 MeV. Furthermore there are two main fusion subsets namely, Magnetic Confinement Fusion devices and Inertial Electrostatic Confinement (or IEC) Fusion devices. Magnetic Confinement Fusion devices are characterized by complex geometries and prohibitive structural mass compromising spacecraft use at this stage of exploration. While generating energy from a lightweight and reliable fusion source is important, another critical issue is harnessing this energy into usable power and/or propulsion. IEC fusion is a method of fusion plasma confinement that uses a series of biased electrodes that accelerate a uniform spherical beam of ions into a hollow cathode typically comprised of a gridded structure with high transparency. The inertia of the imploding ion beam compresses the ions at the center of the cathode increasing the density to the point where fusion occurs. Since the velocity distributions of fusion particles in an IEC are essentially isotropic and carry no net momentum, a means of redirecting the velocity of the particles is necessary to efficiently extract energy and provide power or create thrust. There are classes of advanced fuel fusion reactions where direct-energy conversion based on electrostatically-biased collector plates is impossible due to potential limits, material structure limitations, and IEC geometry. Thermal conversion systems are also inefficient for this application. A method of converting the isotropic IEC into a collimated flow of fusion products solves these issues and allows direct energy conversion. An efficient traveling wave direct energy converter has been proposed and studied by Momota , Shu and further studied by evaluated with numerical simulations by Ishikawa and others. One of the conventional methods of collimating charged particles is to surround the particle source with an applied magnetic channel. Charged particles are trapped and move along the lines of flux. By introducing expanding lines of force gradually along the magnetic channel, the velocity component perpendicular to the lines of force is transferred to the parallel one. However, efficient operation of the IEC requires a null magnetic field at the core of the device. In order to achieve this, Momota and Miley have proposed a pair of magnetic coils anti-parallel to the magnetic channel creating a null hexapole magnetic field region necessary for the IEC fusion core. Numerically, collimation of 300 eV electrons without a stabilization coil was demonstrated to approach 95% at a profile corresponding to Vsolenoid = 20.0V, Ifloating = 2.78A, Isolenoid = 4.05A while collimation of electrons with stabilization coil present was demonstrated to reach 69% at a profile corresponding to Vsolenoid = 7.0V, Istab = 1.1A, Ifloating = 1.1A, Isolenoid = 1.45A. Experimentally, collimation of electrons with stabilization coil present was demonstrated experimentally to be 35% at 100 eV and reach a peak of 39.6% at 50eV with a profile corresponding to Vsolenoid = 7.0V, Istab = 1.1A, Ifloating = 1.1A, Isolenoid = 1.45A and collimation of 300 eV electrons without a stabilization coil was demonstrated to approach 49% at a profile corresponding to Vsolenoid = 20.0V, Ifloating = 2.78A, Isolenoid = 4.05A 6.4% of the 300eV electrons’ initial velocity is directed to the collector plates. The remaining electrons are trapped by the collimator’s magnetic field. These particles oscillate around the null field region several hundred times and eventually escape to the collector plates. At a solenoid voltage profile of 7 Volts, 100 eV electrons are collimated with wall and perpendicular component losses of 31%. Increasing the electron energy beyond 100 eV increases the wall losses by 25% at 300 eV. Ultimately it was determined that a field strength deriving from 9.5 MAT/m would be required to collimate 14.7 MeV fusion protons from d-3He fueled IEC fusion core. The concept of the proton collimator has been proven to be effective to transform an isotropic source into a collimated flow of particles ripe for direct energy conversion.

Étude de la toxicité causée par le gène C9orf72 dans la Sclérose Latérale Amyotrophique

La Sclérose Latérale Amyotrophique (SLA) est une maladie neurodégénérative qui affecte les neurones moteurs. 10% des cas sont des cas familiaux et l’étude de ces familles a mené à la découverte de plusieurs gènes pouvant causer la SLA, incluant SOD1, TARDBP et FUS. L’expansion de la répétition GGGGCC dans le gène C9orf72 est, à ce jour, la cause la plus connue de SLA. L’impact de cette expansion est encore méconnu et il reste à déterminer si la toxicité est causée par un gain de fonction, une perte de fonction ou les deux. Plusieurs gènes impliqués dans la SLA sont conservés entre le nématode Caenorhabditis elegans et l’humain. C. elegans est un vers transparent fréquemment utilisé pour des études anatomiques, comportementales et génétiques. Il possède une lignée cellulaire invariable qui inclue 302 neurones. Aussi, les mécanismes de réponse au stress ainsi que les mécanismes de vieillissement sont très bien conservés entre ce nématode et l’humain. Donc, notre groupe, et plusieurs autres, ont utilisé C. elegans pour étudier plusieurs aspects de la SLA. Pour mieux comprendre la toxicité causée par l’expansion GGGGCC de C9orf72, nous avons développé deux modèles de vers pour étudier l’impact d’une perte de fonction ainsi que d’un gain de toxicité de l’ARN. Pour voir les conséquences d’une perte de fonction, nous avons étudié l’orthologue de C9orf72 dans C. elegans, alfa-1 (ALS/FTD associated gene homolog). Les vers mutants alfa-1(ok3062) développent des problèmes moteurs causant une paralysie et une dégénérescence spécifique des neurones moteurs GABAergiques. De plus, les mutants sont sensibles au stress osmotique qui provoque une dégénérescence. D’autre part, l’expression de la séquence d’ARN contenant une répétition pathogénique GGGGCC cause aussi des problèmes moteurs et de la dégénérescence affectant les neurones moteurs. Nos résultats suggèrent donc qu’un gain de toxicité de l’ARN ainsi qu’une perte de fonction de C9orf72 sont donc toxiques pour les neurones. Puisque le mouvement du vers peut être rapidement évalué en cultivant les vers dans un milieu liquide, nous avons développé un criblage de molécules pouvant affecter le mouvement des vers mutants alfa-1 en culture liquide. Plus de 4 000 composés ont été évalués et 80 ameliore la mobilité des vers alfa-1. Onze molécules ont aussi été testées dans les vers exprimant l’expansion GGGGCC et huit diminuent aussi le phénotype moteur de ces vers. Finalement, des huit molécules qui diminent la toxicité causée par la perte de fonction de C9orf72 et la toxicité de l’ARN, deux restaurent aussi l’expression anormale de plusieurs transcrits d’ARN observée dans des cellules dérivées de patient C9orf72. Avec ce projet, nous voulons identifier des molécules pouvant affecter tous les modes de toxicité de C9orf72 et possiblement ouvrir de nouvelles avenues thérapeutiques

Représentations et fusion des algèbres de Temperley-Lieb originale et diluée

Les algèbres de Temperley-Lieb originales, aussi dites régulières, apparaissent dans de nombreux modèles statistiques sur réseau en deux dimensions: les modèles d'Ising, de Potts, des dimères, celui de Fortuin-Kasteleyn, etc. L'espace d'Hilbert de l'hamiltonien quantique correspondant à chacun de ces modèles est un module pour cette algèbre et la théorie de ses représentations peut être utilisée afin de faciliter la décomposition de l'espace en blocs; la diagonalisation de l'hamiltonien s'en trouve alors grandement simplifiée. L'algèbre de Temperley-Lieb diluée joue un rôle similaire pour des modèles statistiques dilués, par exemple un modèle sur réseau où certains sites peuvent être vides; ses représentations peuvent alors être utilisées pour simplifier l'analyse du modèle comme pour le cas original. Or ceci requiert une connaissance des modules de cette algèbre et de leur structure; un premier article donne une liste complète des modules projectifs indécomposables de l'algèbre diluée et un second les utilise afin de construire une liste complète de tous les modules indécomposables des algèbres originale et diluée. La structure des modules est décrite en termes de facteurs de composition et par leurs groupes d'homomorphismes. Le produit de fusion sur l'algèbre de Temperley-Lieb originale permet de «multiplier» ensemble deux modules sur cette algèbre pour en obtenir un autre. Il a été montré que ce produit pouvait servir dans la diagonalisation d'hamiltoniens et, selon certaines conjectures, il pourrait également être utilisé pour étudier le comportement de modèles sur réseaux dans la limite continue. Un troisième article construit une généralisation du produit de fusion pour les algèbres diluées, puis présente une méthode pour le calculer. Le produit de fusion est alors calculé pour les classes de modules indécomposables les plus communes pour les deux familles, originale et diluée, ce qui vient ajouter à la liste incomplète des produits de fusion déjà calculés par d'autres chercheurs pour la famille originale. Finalement, il s'avère que les algèbres de Temperley-Lieb peuvent être associées à une catégorie monoïdale tressée, dont la structure est compatible avec le produit de fusion décrit ci-dessus. Le quatrième article calcule explicitement ce tressage, d'abord sur la catégorie des algèbres, puis sur la catégorie des modules sur ces algèbres. Il montre également comment ce tressage permet d'obtenir des solutions aux équations de Yang-Baxter, qui peuvent alors être utilisées afin de construire des modèles intégrables sur réseaux.

Rôle des protéoglycanes à héparane sulfate dans le transfert de gène des cellules CHO et HEK293

La possibilité de programmer une cellule dans le but de produire une protéine d’intérêt est apparue au début des années 1970 avec l’essor du génie génétique. Environ dix années plus tard, l’insuline issue de la plateforme de production microbienne Escherichia coli, fut la première protéine recombinante (r-protéine) humaine commercialisée. Les défis associés à la production de r-protéines plus complexes et glycosylées ont amené l’industrie biopharmaceutique à développer des systèmes d’expression en cellules de mammifères. Ces derniers permettent d’obtenir des protéines humaines correctement repliées et de ce fait, biologiquement actives. Afin de transférer le gène d’intérêt dans les cellules de mammifères, le polyéthylènimine (PEI) est certainement un des vecteurs synthétiques le plus utilisé en raison de son efficacité, mais aussi sa simplicité d’élaboration, son faible coût et sa stabilité en solution qui facilite son utilisation. Il est donc largement employé dans le contexte de la production de r-protéines à grande échelle et fait l’objet d’intenses recherches dans le domaine de la thérapie génique non virale. Le PEI est capable de condenser efficacement l’ADN plasmidique (vecteur d’expression contenant le gène d’intérêt) pour former des complexes de petites tailles appelés polyplexes. Ces derniers doivent contourner plusieurs étapes limitantes afin de délivrer le gène d’intérêt au noyau de la cellule hôte. Dans les conditions optimales du transfert de gène par le PEI, les polyplexes arborent une charge positive nette interagissant de manière électrostatique avec les protéoglycanes à héparane sulfate (HSPG) qui décorent la surface cellulaire. On observe deux familles d’HSPG exprimés en abondance à la surface des cellules de mammifères : les syndécanes (4 membres, SDC1-4) et les glypicanes (6 membres, GPC1-6). Si l’implication des HSPG dans l’attachement cellulaire des polyplexes est aujourd’hui largement acceptée, leur rôle individuel vis-à-vis de cet attachement et des étapes subséquentes du transfert de gène reste à confirmer. Après avoir optimisées les conditions de transfection des cellules de mammifères CHO et HEK293 dans le but de produire des r-protéines secrétées, nous avons entrepris des cinétiques de capture, d’internalisation des polyplexes et aussi d’expression du transgène afin de mieux comprendre le processus de transfert de gène. Nous avons pu observer des différences au niveau de ces paramètres de transfection dépendamment du système d’expression et des caractéristiques structurelles du PEI utilisé. Ces résultats présentés sous forme d’articles scientifiques constituent une base solide de l’enchaînement dans le temps des évènements essentiels à une transfection efficace des cellules CHO et HEK293 par le PEI. Chaque type cellulaire possède un profil d’expression des HSPG qui lui est propre, ces derniers étant plus ou moins permissifs au transfert de gène. En effet, une étude menée dans notre laboratoire montre que les SDC1 et SDC2 ont des rôles opposés vis-à-vis du transfert de gène. Alors que tous deux sont capables de lier les polyplexes, l’expression de SDC1 permet leur internalisation contrairement à l’expression de SDC2 qui l’inhibe. De plus, lorsque le SDC1 est exprimé à la surface des cellules HEK293, l’efficacité de transfection est augmentée de douze pourcents. En utilisant la capacité de SDC1 à induire l’internalisation des polyplexes, nous avons étudié le trafic intracellulaire des complexes SDC1 / polyplexes dans les cellules HEK293. De plus, nos observations suggèrent une nouvelle voie par laquelle les polyplexes pourraient atteindre efficacement le noyau cellulaire. Dans le contexte du transfert de gène, les HSPG sont essentiellement étudiés dans leur globalité. S’il est vrai que le rôle des syndécanes dans ce contexte est le sujet de quelques études, celui des glypicanes est inexploré. Grâce à une série de traitements chimiques et enzymatiques visant une approche « perte de fonction », l’importance de la sulfatation comme modification post-traductionnelle, l’effet des chaînes d’héparanes sulfates mais aussi des glypicanes sur l’attachement, l’internalisation des polyplexes, et l’expression du transgène ont été étudiés dans les cellules CHO et HEK293. L’ensemble de nos observations indique clairement que le rôle des HSPG dans le transfert de gène devrait être investigué individuellement plutôt que collectivement. En effet, le rôle spécifique de chaque membre des HSPG sur la capture des polyplexes et leur permissivité à l’expression génique demeure encore inconnu. En exprimant de manière transitoire chaque membre des syndécanes et glypicanes à la surface des cellules CHO, nous avons déterminé leur effet inhibiteur ou activateur sur la capture des polyplexes sans pouvoir conclure quant à l’effet de cette surexpression sur l’efficacité de transfection. Par contre, lorsqu’ils sont présents dans le milieu de culture, le domaine extracellulaire des HSPG réduit l’efficacité de transfection des cellules CHO sans induire la dissociation des polyplexes. Curieusement, lorsque chaque HSPG est exprimé de manière stable dans les cellules CHO, seulement une légère modulation de l’expression du transgène a pu être observée. Ces travaux ont contribué à la compréhension des mécanismes d'action du vecteur polycationique polyéthylènimine et à préciser le rôle des protéoglycanes à héparane sulfate dans le transfert de gène des cellules CHO et HEK293.

Institutions de microfinance et prêteurs informels de l’agriculture familiale en Côte d’ivoire : de la cohabitation à la fusion

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Information fusion in the immune system

Biologically-inspired methods such as evolutionary algorithms and neural networks are proving useful in the field of information fusion. Artificial immune systems (AISs) are a biologically-inspired approach which take inspiration from the biological immune system. Interestingly, recent research has shown how AISs which use multi-level information sources as input data can be used to build effective algorithms for realtime computer intrusion detection. This research is based on biological information fusion mechanisms used by the human immune system and as such might be of interest to the information fusion community. The aim of this paper is to present a summary of some of the biological information fusion mechanisms seen in the human immune system, and of how these mechanisms have been implemented as AISs.

STORM - a novel information fusion and cluster interpretation technique

Analysis of data without labels is commonly subject to scrutiny by unsupervised machine learning techniques. Such techniques provide more meaningful representations, useful for better understanding of a problem at hand, than by looking only at the data itself. Although abundant expert knowledge exists in many areas where unlabelled data is examined, such knowledge is rarely incorporated into automatic analysis. Incorporation of expert knowledge is frequently a matter of combining multiple data sources from disparate hypothetical spaces. In cases where such spaces belong to different data types, this task becomes even more challenging. In this paper we present a novel immune-inspired method that enables the fusion of such disparate types of data for a specific set of problems. We show that our method provides a better visual understanding of one hypothetical space with the help of data from another hypothetical space. We believe that our model has implications for the field of exploratory data analysis and knowledge discovery.