Molecular dissection of Arabidopsis thaliana endodermis development, structure and function

In vascular plants, the endodermis establishes a protective diffusion barrier surrounding the vasculature preventing the passive, uncontrolled entry of nutrients absorbed by the plant. It does so by means of a differentiation feature, the "Casparian Strip" (CS), a highly localized cell wall impregnation made of lignin, which seals the extracellular space. Although the existence of this differentiation feature has been intensively described, the mechanisms establishing this hallmark remain obscure. In this work I report, the developmental sequence of events that leads to a differentiated endodermis, in the plant model Arabidopsis thaliana. In addition, my descriptive approach gave important insights as to how these cells define membrane domains involved in the directional transport of nutrients. I also participated in characterizing a new transmembrane protein family, the CASPs, localized to the membrane domain underlying the CS, which we accordingly named the Casparian Strip membrane Domain (CSD). Our molecular analysis indicates that these proteins drive CS establishment. To identify more molecular factors of CS establishment, I performed a forward genetic screen. This screen led to the identification of 11 endodermis permissive mutants, which we named schengen (sgn) mutants. The causative mutations have been mapped to 5 independent loci: SGN1 to SGN5. SGN1 and SGN3 encode Receptor Like Kinases involved in the correct establishment of the CSD. A lack of those kinases leads to an incomplete CSD, which gives rise to interrupted CS barriers. Interestingly, SGN1 seems to also regulate CSD positioning to the middle of endodermal transversal walls. SGN4 encodes an NADPH oxidase involved in lignin polymerization essential for CS formation. The sgn5 mutant induces extra divisions of cortical cells strongly affecting the cell identity, but also leading to incorrect differentiation. A thorough characterization of the sgn2 mutant will follow elsewhere, yet preliminary results indicate that SGN2 encodes an Acyl-CoA N-acyltransferase. . In summary, with my work I have contributed a first set of molecular players of Casparian strip formation and initiated their characterization. Eventually, this might lead to an understanding of the molecular mechanisms of CS establishment in A.thaliana . This in turn will hopefully help to better understand nutrient uptake in higher plants and their response to environmental stresses. - Au sein des plantes vasculaires, l'endoderme représente un tissu protecteur mettant en place une barrière imperméable, empêchant n'importe quel élément de rejoindre les tissus conducteurs par simple diffusion. Cette barrière, appelée « Cadre de Caspary », correspond à une lignification de la paroi de l'endoderme et donne lieu à un cloisonnement de l'espace intercellulaire. Bien que cet élément de différenciation soit décrit en détail, sa mise en place reste incomprise. Cette étude indique la suite d'événements aboutissant à l'établissement du cadre de Caspary chez la plante modèle Arabidopsis thaliana. De plus, ce travail apporte de nouvelles connaissances expliquant comment ces cellules définissent des domaines membranaires importants pour le transport des nutriments. Nous décrivons une nouvelle famille de protéines membranaires, les CASPs (« CAparian Strip membrane domain Proteins »), localisées dans un domaine membranaire longeant le cadre de Caspary : le domaine de Caspary (CSD). L'analyse moléculaire des CASPs indique qu'elles dirigent la formation du cadre de Caspary. Par ailleurs, une approche génétique directe nous a permis d'identifier 11 mutants ayant un endoderme perméable. Nous avons nommé ces mutants Schengen, en référence à la zone de libre échange européenne. Les mutations impliquées dans ces mutants affectent 5 gènes désignés de SGN1 à SGN5. SGN1 et SGN3 produisent des protéines de type kinases (« Receptor-like Kinases », RLK) qui participent à la délimitation du CSD. L'absence de ces kinases aboutit à un domaine CSD incomplet, se traduisant par un cadre de Caspary discontinu. De plus, SGN1 semble réguler le positionnement du CSD au milieu de la paroi transversale de l'endoderme. SGN4 produit une enzyme de type NADPH oxydase impliquée dans la polymérisation du cadre de Caspary. Dans le mutant sgn5, on observe une division anormale des cellules du cortex créant ainsi une nouvelle couche cellulaire incapable d'achever sa différenciation en endoderme. Quant à la mutation sgn2, bien que nous pensons qu'elle affecte une Acyl-CoA N-acyltransferase, sa caractérisation ne sera réalisée que prochainement. Au final, ce travail procure de nouveaux éléments sur l'établissement du cadre de Caspary qui pourraient être importants afin de comprendre comment les plantes sélectionnent leurs nutriments et résistent à des conditions environnementales parfois hostiles. - De par leur immobilité, les plantes terrestres n'ont pas d'autre choix que de puiser leurs ressources dans leur environnement direct. La plante extrait du sol les nutriments qui lui sont nécessaires et les redistribue grâce à des tissus conducteurs. Afin de ne pas s'intoxiquer, il est donc essentiel de pouvoir sélectionner les éléments entrant dans la racine. Etonnement, ce n'est pas la surface des racines qui permet ce contrôle mais un tissu interne appelé endoderme. Ce dernier forme une barrière imperméable qui entoure chaque cellule et crée une jointure permettant de bloquer le passage des éléments entre les cellules. Cette structure, appelée « cadre de Caspary », oblige les éléments à entrer dans les cellules de l'endoderme et à être ainsi sélectionnés. Bien que cette structure soit décrite en détail, sa mise en place reste incomprise. Cette étude indique la suite d'événements qui aboutit à la formation du cadre de Caspary chez la plante modèle Arabidopsis thaliana. Ce travail apporte également de nouvelles connaissances expliquant comment ces cellules définissent, organisent et dirigent le transport des nutriments. Nous décrivons comment certains éléments de la cellule, les protéines CASPs (CAsparian Strip membrane domain Proteins), sont organisées un domaine particulier des membranes afin de créer une plateforme de construction longeant le cadre de Caspary : le domaine de Caspary (CSD). Afin de déterminer ce qu'il se passerait si une plante ne possédait pas de cadre de Caspary, nous avons réalisé une mutagénèse, ou approche génétique directe, et identifié 11 mutants (individu ayant un gène défectueux conduisant à la perte d'une fonction) ayant un endoderme perméable. Nous avons nommé ces mutants schengen, en référence à la zone de libre échange européenne. Les mutations impliquées dans ces mutants affectent 5 gènes désignés de SGN1 à SGN5. Les gènes SGN1 et SGN3 produisent des protéines de type kinases (« Receptor-like Kinases », RLK) servant à l'établissement de la plateforme de construction. L'absence de ces kinases aboutit à une base incomplète, se traduisant par un cadre de Caspary discontinu. Qui plus est, la kinase SGN1 semble réguler le positionnement de la plateforme au milieu de l'endoderme. Le gène SGN4 est par contre, impliqué dans la construction à proprement dite du cadre de Caspary. Dans le mutant sgn5, on observe une nouvelle couche de cellules ressemblant à de l'endoderme mais incapable de former correctement une barrière identique au cadre de Caspary. Quant au dernier mutant, sgn2, bien que cette étude fournisse des indices permettant de comprendre pourquoi le mutant sgn2 est défectueux, nous n'expliquerons ce cas que prochainement. En résumé, ce travail procure de nouvelles connaissances sur l'établissement du cadre de Caspary qui pourraient être importantes afin de comprendre comment les plantes sélectionnent leurs nutriments et résistent à des conditions environnementales parfois hostiles.

Thermodynamics and log–contrast analysis in fluid geochemistry

There are two principal chemical concepts that are important for studying the naturalenvironment. The first one is thermodynamics, which describes whether a system is atequilibrium or can spontaneously change by chemical reactions. The second main conceptis how fast chemical reactions (kinetics or rate of chemical change) take place wheneverthey start. In this work we examine a natural system in which both thermodynamics andkinetic factors are important in determining the abundance of NH+4 , NO−2 and NO−3 insuperficial waters. Samples were collected in the Arno Basin (Tuscany, Italy), a system inwhich natural and antrophic effects both contribute to highly modify the chemical compositionof water. Thermodynamical modelling based on the reduction-oxidation reactionsinvolving the passage NH+4 -& NO−2 -& NO−3 in equilibrium conditions has allowed todetermine the Eh redox potential values able to characterise the state of each sample and,consequently, of the fluid environment from which it was drawn. Just as pH expressesthe concentration of H+ in solution, redox potential is used to express the tendency of anenvironment to receive or supply electrons. In this context, oxic environments, as thoseof river systems, are said to have a high redox potential because O2 is available as anelectron acceptor.Principles of thermodynamics and chemical kinetics allow to obtain a model that oftendoes not completely describe the reality of natural systems. Chemical reactions may indeedfail to achieve equilibrium because the products escape from the site of the rectionor because reactions involving the trasformation are very slow, so that non-equilibriumconditions exist for long periods. Moreover, reaction rates can be sensitive to poorly understoodcatalytic effects or to surface effects, while variables as concentration (a largenumber of chemical species can coexist and interact concurrently), temperature and pressurecan have large gradients in natural systems. By taking into account this, data of 91water samples have been modelled by using statistical methodologies for compositionaldata. The application of log–contrast analysis has allowed to obtain statistical parametersto be correlated with the calculated Eh values. In this way, natural conditions in whichchemical equilibrium is hypothesised, as well as underlying fast reactions, are comparedwith those described by a stochastic approach

WMR navigation using local potential field corridors and narrow local occupancy grid perception

Path planning and control strategies applied to autonomous mobile robots should fulfil safety rules as well as achieve final goals. Trajectory planning applications should be fast and flexible to allow real time implementations as well as environment interactions. The methodology presented uses the on robot information as the meaningful data necessary to plan a narrow passage by using a corridor based on attraction potential fields that approaches the mobile robot to the final desired configuration. It employs local and dense occupancy grid perception to avoid collisions. The key goals of this research project are computational simplicity as well as the possibility of integrating this method with other methods reported by the research community. Another important aspect of this work consist in testing the proposed method by using a mobile robot with a perception system composed of a monocular camera and odometers placed on the two wheels of the differential driven motion system. Hence, visual data are used as a local horizon of perception in which trajectories without collisions are computed by satisfying final goal approaches and safety criteria

Le lien entre consommation de psychotropes et délinquance : rapport de synthèse

4. Résumés 4.1. Consommation de psychotropes et délinquance dans une perspective comparative internationale 4.1.1. Titre original de la publication et indications bibliographiques : Ribeaud, Denis (2003). << Drug use and crime >>, In: Junger-Tas, J., I. Marshall & D. Ribeaud : Delinquency in an International Perspective : The International Self-Reported Delinquency Study (ISRD), 65-90. Monsey (NY) USA & The Hague, NL: Criminal Justice Press & Kugler Publications. 4.1.2. Résumé Il s'agit ici d'un chapitre dans une monographie portant sur des analyses comparatives menées avec les données de l'International Self-Reported Delinquency Study (ISRD). Le but primaire de cette étude était d'étudier différences et similarités entre différents pays occidentaux d'une part quant à la prévalence et à l'incidence de différents types de délinquance juvénile et d'autre part quant aux facteurs de risques et aux causes de cette délinquance. L'étude a été menée - selon le pays - soit sur la base d'interviews personnelles standardisées soit sur la base de questionnaires écrits et complétés en classe. En tout, l'échantillon analysé comprend 10'843 jeunes âgés entre 14 et 21 ans et provenant des pays Suivants: Belgique, Allemagne, Angleterre et Pays de Galles, Finlande, Italie, Pays-Bas, Irlande du Nord, Portugal, Espagne, Etats-Unis, Suisse. De plus amples informations sur la méthodologie de cette étude se trouvent au deuxième chapitre de l'ouvrage. Le chapitre portant sur la consommation de psychotropes ainsi que sur le lien entre consommation de psychotropes et délinquance traite les questions de recherche esquissées au chapitre précédent. Elles sont brièvement récapitulées ci-dessous ensemble avec les méthodes choisies pour les analyses correspondantes ainsi que les résultats qui en ont découlé. La première question - d'ordre méthodologique - porte sur l'appréciation de la validité externe des taux de prévalence trouvés dans l'échantillon ISRD. La validité externe a été établie en corrélant les taux de prévalence ISRD avec ceux trouvés dans cinq autres études présentant des taux méthodologiquement comparables. Les résultats suggèrent que la validité externe peut être caractérisée de satisfaisante pour autant que les comparaisons soient menées avec des séries de données de qualité - soit d'un niveau de standardisation - comparable à celle des données ISRD. La validité des données ayant été établie, nous avons ensuite comparé la prévalence de la consommation de cannabis et d'un groupe de substances dites « dures » (héroïne, cocaïne, LSD, amphétamines et autres produits stupéfiants de synthèse) entre les différents échantillons étudiés. Les résultats montrent tout d'abord des différences fort prononcées entre les différents pays et villes étudiés. Ensuite, on constate une corrélation prononcée entre les taux de consommation de cannabis et ceux d'autres stupéfiants. De manière générale, les pays anglophones présentent les taux de consommation les plus élevés. Les taux de consommation de « drogues dures » plus élevé dans ces pays s'expliquent pour une bonne partie du fait de la disponibilité dans ces pays de produits stupéfiants de synthèse encore largement inconnus à l'époque sur le continent. Nous avons ensuite étudié les différences de sexe par rapport à la consommation de psychotropes. Dans le groupe des 14 à 18 ans qui est typiquement celui avec les taux de délinquance les plus élevés, ces différences sont plus atténuées que pour d'autres types de délinquance juvénile. En comparant les différents échantillons l'on décèle à nouveau de grandes variations entre les pays étudiés : Contrairement aux autres échantillons, l'Angleterre, la Finlande, les Etats-Unis et l'Allemagne ne présentent quasiment pas de différences entre les sexes. Dans le groupe des 19 à 21 ans les différences entre les sexes sont nettement plus marquées. Nous avons tenté d'expliquer cette interaction entre âge et sexe avec une socialisation différentielle des sexes à l'usage de stupéfiants : Ainsi les filles seraient plutôt initiées à la consommation par des partenaires plus âgées, alors que les garçons apprendraient l'usage de stupéfiants plutôt par des pairs du même âge. L'analyse de l'âge d'initiation à la consommation des différentes substances présente des similarités frappantes entre les échantillons étudiés Plus une substances est proscrites et plus sa consommation est marginalisée, plus élevé est l'âge d'initiation. C'est ainsi que la consommation d'alcool débute en moyenne à 13,5 ans, celle de cannabis 15,0 et celle d'autres stupéfiants à 15,8 ans. Les âges d'initiation aux stupéfiants sont le plus bas aux Etats-Unis, suivi de l'Angleterre et des pays ibériques. De manière générale, nous avons pu déceler une forte corrélation négative entre l'âge d'initiation à la consommation d'une substance illicite et le taux de prévalence : Plus ce taux de consommation est élevé dans un pays donné, plus l'âge d'initiation est bas. Cela suggère que l'âge d'initiation est lié à la disponibilité d'une substance. Concernant le « chevauchement » entre la consommation de différentes substances, nous avons à nouveau constaté de grande similarités entre les différents échantillons : Presque tous les consommateurs de cannabis sont aussi consommateurs d'alcool, alors que l'inverse n'est pas le cas. Similairement, presque tous les consommateurs de « drogues dures » ont déjà fait usage de cannabis, [ors qu'inversement la majorité des consommateurs de cannabis n'a mais utilisé d'autres stupéfiants. En tenant compte que biographiquement la consommation d'alcool et de cannabis précède .11e d'autres stupéfiants, ces observations nous mènent à conclure que la consommation d'alcool et de cannabis est une condition quasiment nécessaire, mais non suffisante, à l'initiation à d'autres stupéfiants. Fous discuterons plus bas les différences du niveau de chevauchement âtre les échantillons. Nos analyses sur le lien entre consommation de psychotropes et délinquance montrent qu'il existe, dans tous les échantillons, une corrélation prononcée entre consommation de stupéfiants d'une part, et e délinquance violente et contre la propriété d'autre part. Afin 'élucider un éventuel ordre causal entre les délits contre la propriété et la consommation de stupéfiants, nous avons ensuite étudié la séquence e leurs âges d'initiation respectifs. Typiquement, la commission de délits contre la propriété précède la consommation de substances licites. Par contre, si on limite l'analyse à de sérieux délits contre la propriété, on trouvera que, typiquement, l'initiation à la consommation de stupéfiants précédera ce type de délinquance. Ceci pourrait donc indiquer que la commission de délits sérieux contre la propriété est une cause directe du besoin d'argent généré par une consommation de stupéfiants habituelle (délinquance « économico compulsive ») ou du moins indiquer une plus forte attache dans un milieu délinquant du fait de la consommation de substances illicites (stade du « renforcement mutuel »). Un des buts des analyses comparatives présentées dans ce chapitre était aussi de déceler un éventuel impact des différentes politiques en matière de stupéfiants sur les taux de consommation. De manière générale, aucun lien n'a pu être établi entre le niveau de répression de la consommation et les taux de consommation. En effet, les taux de consommation les plus élevés ainsi que les âges d'initiation les plus bas ont été décelés pour les Etats-Unis, soit un des pays occidentaux poursuivant probablement une des plus strictes politiques en matière de stupéfiants autant licites qu'illicites, en particulier en ce qui concerne les mineurs. D'autre part, la politique en matière de cannabis relativement libérale que poursuivent les Pays-Bas génère des taux de consommation correspondant à la moyenne occidentale. Cependant, les différents résultats trouvés pour les Pays-Bas indiquent que la politique de séparation du marché du cannabis de ceux d'autres stupéfiants poursuivie dans ce pays semble avoir atteint ses buts à différents niveaux. Alors que le taux de consommation de cannabis n'est pas plus élevé que dans la moyenne européenne, le taux de consommation d'autres stupéfiants se trouve être parmi les plus bas décelés dans les échantillons analysés, de même que le taux de « chevauchement » entre la consommation de cannabis et celle d'autres stupéfiants. Par ailleurs, il semble que cette politique de séparation a aussi un effet bénéfique sur l'âge d'initiation à la consommation d'autres stupéfiants puisque aux Pays-Bas cet âge se trouve être parmi les plus élevés. Ces observations semblent donc indiquer qu'aux Pays-Bas la limite séparant la consommation de cannabis de celle d'autres stupéfiants semble plus « difficile » à franchir que dans d'autres pays. A l'autre extrême du spectre des politiques en matière de stupéfiants, on constate que la politique plus globalement répressive menée aux Etats-Unis est associée à un chevauchement beaucoup plus prononcé entre la consommation de cannabis et celle d'autres stupéfiants. En d'autres termes, il semble que plus une politique en matière de stupéfiants est indifféremment répressive, plus elle facilitera le passage de la consommation de cannabis à celle d'autres stupéfiants, sans pour autant diminuer le niveau global de consommation, alors qu'une politique tentant de séparer les différents marchés en se montrant plus tolérante envers certaines substances moins addictives limitera le taux de ceux passant à usage de substances plus nocives. Nous sommes bien évidemment conscients qu'il s'agit ici de considérations rudimentaires basées sur une comparaison des extrêmes. C'est pourquoi, dans le chapitre final de l'ouvrage, nous avons tenté d'indiquer quels efforts devraient être entrepris afin de mieux opérationnaliser les politiques nationales en matière de stupéfiants. En effet, ce n'est que sur la base de tels efforts de standardisation qu'une analyse comparative quantitative satisfaisant à des critères scientifiques plus rigoureux deviendrait possible et permettrait dès lors de mieux dégager l'impact des politiques mises en oeuvre. 4.1.3. Contribution personnelle à cette recherche Le projet ISRD a été conçu entre 1988 et 1990 par un groupe de chercheurs qui s'était initialement rencontré dans le cadre d'un atelier international de l'OTAN sur les méthodes avancées organisé par le prof. Malcolm W. Klein et le Centre de recherche et de documentation du Ministère de la Justice des Pays-Bas (WODC). Par la suite c'est ce -même ministère qui sous l'égide du Prof. Josine Junger-Tas s'est chargé de la coordination du projet. La récolte de données dans les différents pays s'est déroulée entre 1991 et 1992 sous la direction des groupes de recherches nationaux respectifs. Après la parution du premier volume sur cette recherche en 1994 (Junger-Tas et al., 1994) présentant les résultats individuellement au niveau de chaque pays, le WODC s'est chargé d'assembler les bases de données des différents échantillons en une seule base de donnée en vue des analyses comparatives. Faute de fonds, il fallu attendre une requête du Prof. Martin Killias auprès du FNRS pour reprendre les travaux. C'est dans le cadre du projet ainsi octroyé que j'ai réalisé entre septembre 1999 et juin 2002, ensemble avec les Prof. Josine Junger-Tas et Ineke Haen Marshall, ma recherche sur la base de données ISRO. La première tâche a consisté à achever les efforts de standardisation entamés par le WODC. Bien qu'<< invisibles >>, ce n'est que sur la base de ces fastidieux travaux que des analyses comparatives dignes de ce nom ont été rendues possible. De manière générale, les données ont été standardisées par rapport aux populations retenues dans l'échantillon, par rapport aux modalités des réponses - certains chercheurs avaient opté pour d'autres formats de réponses que leurs collègues - ainsi que par rapport à la codification des valeurs manquantes. Dans un deuxième temps, nous avons créé différents indicateurs de la délinquance juvénile (variables dépendantes) ainsi qu'une série de variables explicatives sur la base de recodifications et recombinaisons des variables originales. Ce n'est qu'après ces travaux préparatifs décrits en détail au chapitre 2 de l'ouvrage que les analyses proprement dites ont été effectuées. Ainsi, ma contribution à l'ouvrage en question a consisté à standardiser la base de données tel que nous l'avions reçue du WODC, ensuite à créer des variables en vue des analyses comparatives et finalement à effectuer tolites les analyses présentées dans l'ouvrage sauf celles du chapitre 7. Pour ce qui est des travaux de rédaction, j'y ai contribué comme auteur unique du chapitre 5, soit celui faisant partie de la présente thèse de doctorat, ainsi que comme co-auteur des chapitres 1, 2, 6 et 8. 4.2. Le lien « drogue-criminalité » dans la perspective de la théorie du contrôle de soi de Gottfredson et Hirschi 4.2.1. Titre original de la publication et indications bibliographiques Ribeaud, Denis & Eisner, Manuel (2006). « The "drug-crime link" from a self-control perspective: An empirical test in a Swiss youth sample », European Journal of Criminology, 3 (1), 33-68. 4.2.2. Résumé Cet article se propose d'explorer dans quelle mesure un déficit du contrôle de soi (« low self-control ») est propre à expliquer le lien empiriquement bien établi entre consommation de psychotropes et délinquance. Sur la base d'un échantillon représentatif de plus de 2'600 élèves de 9erne du canton de Zurich (cf. Eisner et al., 2000) nous nous proposons de réanalyser la dimensionalité de l'échelle du contrôle de soi développée par Grasmick et al. (1993) au moyen d'analyses factorielles confirmatoires. Ces analyses nous ont mené à un modèle factoriel de second ordre composé de cinq dimensions. Ce modèle suggère que tels que le réclament Gottfredson et Hirschi dans leur publication originale (1990) les traits de la personnalité « impulsivité », « goût du risque », « manque de tolérance aux frustrations >), « égocentrisme » ainsi que « préférence pour des activités physique » peuvent effectivement être conçus comme les éléments d'un unique trait sous-jacent de la personnalité, soit le « déficit de contrôle de soi ». Toutefois, en désaccord avec la théorie, nos analyses ont montré qu'une sixième caractéristique prétendument constituante du « déficit de contrôle de soi », soit une « préférence pour des tâches aisées », ne peut être empiriquement conçue comme telle. Le modèle de mesure du « déficit de contrôle de soi » ainsi établi est ensuite utilisé comme variable explicative de deux dimensions comportementales, soit la consommation de substances psychoactives d'une part et la délinquance générale d'autre part. Les résultats indiquent que le « déficit de contrôle de soi » est un prédicteur aussi puissant que stable des deux types de comportements à problème, ceci corroborant donc la théorie de Gottfredson et Hirschi. Toutefois, bien que le « déficit de contrôle de soi » explique une part substantielle de la corrélation entre les deux dimensions comportementales - soit le lien entre consommation de psychotropes et délinquance - il reste une corrélation résiduelle substantielle entre ces deux types de comportements. Diverses considérations théoriques nous ont mené à la conclusion que cette corrélation résiduelle est plus probablement attribuable à des facteurs dynamiques (« state dependent factors », Nagin et Paternoster, 2000) qu'a d'autres facteurs stables de la personnalité (concept de la « population heterogeneity », Nagin et Paternoster, 2000) Nous avons par ailleurs analysé dans quelle mesure chaque sous-dimension du « déficit de contrôle de soi » est apte à expliquer la consommation de substances psychoactives, la délinquance ainsi que le lien entre les deux. Ces analyses suggèrent qu'au niveau de la prédiction de ces deux types de comportements, le « déficit de contrôle de soi » pourrait être réduit à un construit bidimensionnel composé des traits de l'« impulsivité » et du « goût du risque ». L'article se conclut par une discussion des résultats trouvés dans le contexte de la recherche passée ainsi que du débat théorique en cours. En particulier, j'ai tenté de démontrer comment le modèle proposé par Brochu (1995) peut être conçu comme une tentative d'intégration des modèles théoriques centrés sur les différences stables dans la population (« population heterogeneity ») - parmi lesquels aussi la théorie du « déficit du contrôle de soi » et ceux s'intéressant plutôt aux facteurs dynamiques (« state dependence ») et comment ce modèle permet de réconcilier ces deux approches à priori contradictoires. 4.2.3. Contribution personnelle à cette recherche L'étude zurichoise à la base de cette contribution a été menée sous la direction du Prof. Manuel Eisner entre 1999 et 2000 et financée par la Département de l'éducation du Canton de Zurich. Le questionnaire ainsi que la méthodologie de l'étude à la base de l'étude ont été développés par l'Institut de recherche criminologique de Basse-Saxonie (KFN). Il convient cependant d'indiquer ici que c'est au Prof. Eisner que revient le mérite d'avoir ajouté l'échelle de Grasmick et al. au questionnaire. Ayant fait d'emblée partie de l'équipe de recherche, j'ai eu l'occasion de participer autant à l'adaptation du questionnaire qu'a la planification et la coordination de la récolte de données. En particulier, le domaine de l'échantillonnage m'a été entièrement confié. La saisie ainsi que la préparation des données ont été assurées par le KFN. Ma contribution à l'article en question comprend autant sa conception, la réalisation des analyses, ainsi que sa rédaction. La contribution de mon co-auteur, Manuel Eisner, a tout d'abord consisté en sa fonction de directeur de recherche de même que, dans la version finale soumise à l'European Journal of Criminology, dans la relecture critique de l'article et dans la co-rédaction des conclusions. 4.3. Effets à long terme des essais avec prescription d'héroïne sur la délinquance des consommateurs d'héroïne traités 4.3.1. Titre original de la publication et indications bibliographiques Ribeaud, Denis (2004). « Long-term impacts of the Swiss heroin prescription trials on crime of treated heroin users >), Journal of Drug Issues, 34 (1), 163-194. 4.3.2. Résumé Dans le cadre des projets suisses avec prescription d'héroïne (PROVE, 1994-1996) plus de 1'000 consommateurs d'héroïne gravement dépendants ont été enrôlés autant dans le programme de traitement que dans son évaluation scientifique. Alors que les effets à court et à moyen terme avaient été analysés en détail dans des études précédentes (cf. Killias et al., 1999; Uchtenhagen et al., 1999), peu de données étaient disponibles sur les effets du programme à plus long terme, les données sur les participants ayant interrompu le programme étant particulièrement rares. Afin de remplir partiellement cette lacune, en été 2000, les fichiers de police de tous les participants au programme - soit donc aussi de ceux qui l'avaient quitté entre-temps - ont été saisis auprès des onze corps de police recouvrant toutes les localités où un programme avec prescription d'opiacés avait été mis en place. Sur la base de ces données, notre article analyse les effets à long terme - soit sur une période de 48 mois après l'admission - du programme PROVE sur la délinquance et, dans une certaine mesure, sur les comportements addictifs des participants. Avant la présentation des résultats proprement dit, nous avançons quelques réflexions méthodologiques sur la validité des données de police comme indicateurs de l'évolution de l'implication délinquante, l'argument principal étant qu'il est peu probable que le déclin général observé soit lié à une diminution de la dénonciation de délits par la police puisque le déclin constaté pour les délits typiquement découverts et dénoncés par la police (p. ex. infractions contre la LStup) est presque identique à celui observé pour les délits typiquement dénoncés par la population générale et le commerce (p. ex. vols et cambriolages). Toutefois nous constatons que cette congruence n'est que partielle pour ce qui est de la période avant le début du traitement et tentons d'expliquer cette dissimilarité. Les résultats suggèrent que la prescription d'héroïne est à la source d'un déclin prononcé et stable de l'implication délinquante des personnes traitées. Un désistement similaire peut être observé pour une large gamme de délits et pour différentes sous-populations - par rapport à l'âge, au sexe, à la consommation d'autres substances et à la durée du traitement. Bien que la diminution la plus prononcée soit observée dans le groupe de ceux traités sans interruption, il semble toutefois que les effets du traitement persistent dans la période post-traitement. Il est en particulier intéressant de noter que les taux post-traitement pour possession d'héroïne se stabilisent à un niveau bas, ceci indiquant que la majorité de ceux ayant quitté le programme ne reprennent pas leur consommation d'héroïne. Comme le suggèrent certaines analyses complémentaires, il semble que cette stabilisation est en particulier due à la capacité du programme de rediriger la majorité des patients vers des traitements alternatifs une fois que ceux-ci ont quitté le programme. 4.3.3. Contribution personnelle à cette recherche L'article en question fait partie d'une recherche mandatée par l'Office fédéral de la santé publique (OFSP) en 1999. S'agissant d'une étude de suivi au premier mandat d'évaluation criminologique du programme PROVE par l'OFSP, sa méthodologie était prédéfinie d'emblée. L'équipe de recherche dirigée par le Prof. Martin Killias et constituée de Marcelo Aebi et de moi-même - ainsi que de quelques autres collaborateurs et étudiants chargés de la récolte proprement dite - a toutefois revu et amélioré le schéma de récolte développé lors de la première étude. J'ai ensuite participé à cette étude en tant que coordinateur de la récolte de données dans les corps de police suisses alémaniques impliqués (à l'exception de Bâle-Ville). La coordination de la saisie et la préparation des données ont été principalement assurées par Marcelo Aebi. Par la suite j'ai mené une première analyse de ces données qui a abouti à une première publication (Ribeaud Aebi, 2001). Certains résultats ont aussi été présentés dans le rapport de recherche correspondant (Killias et al., 2002). L'article présenté ici se distingue des publications susmentionnées par une réanalyse approfondie des données de police récoltées en 2000. J'en ai entièrement assuré la conception, les analyses ainsi que la rédaction. 4.4. La diminution de la délinquance dans le cadre des essais suisses avec prescription d'héroïne: Est-elle due à la réintégration sociale des personnes traitées ? 4.4.1. Titre original de la publication et indications bibliographiques Ribeaud, Denis (2005). « Gibt es einen Delinquenzrückgang durch soziale Reintegration im Rahmen der schweizerischen Heroin-verschreibungsversuche? >), Sucht, 51 (2), 76-87. 4.4.2. Résumé Le but de cet article est d'examiner si la diminution de la délinquance des personnes traitées dans le cadre des essais suisses avec prescription d'héroïne (PROVE) est accompagnée, au niveau de l'individu, d'une évolution complémentaire des indicateurs de la situation sociale et des comportements addictifs de ces personnes, ceci entre autre dans le but de vérifier si le désistement observé est attribuable à un processus de réintégration sociale. Afin de vérifier cette hypothèse générale, nous avons tout d'abord fusionné la base contenant les données des interviews de suivi sur les comportements délinquants avec celle portant sur le domaine des comportements addictifs et sur l'intégration sociale et économique des patients. En effet, avant cette recherche, ces deux bases de données n'avaient jamais été analysées conjointement au niveau individuel. Qui plus est, les résultats publiés sur ces deux domaines ne se basaient pas sur les mêmes échantillons, rendant donc les comparaisons entre les deux domaines quelque peu hasardeuses. C'est pourquoi nous avons, sur la base de ces données fusionnées, tout d'abord vérifié s'il s'en dégageait les mêmes lignes de développement que celles observées dans les publications originales, soit Killias et al. (2003) et Uchtenhagen et al. (1999). À une exception près qui concernait l'intégration professionnelle, nous avons pu reproduire les résultats originaux. Nous avons ensuite procédé à la vérification de l'hypothèse centrale en nous concentrant sur le groupe des patients ayant indiqué des activités délinquantes avant l'entrée dans le programme. L'analyse, techniquement basée sur des régressions logistiques bivariées, consistait à examiner, pour chaque indicateur de la situation sociale et des comportements addictifs, s'il y avait un parallélisme entre désistement et réintégration sociale ou comportements addictifs. Plus concrètement, il s'agissait d'examiner si, par exemple, ceux qui ne présentaient plus de délinquance pendant le traitement étaient surreprésentés dans le groupe de ceux qui avaient trouvé un emploi ou qui en avaient toujours eu un. Les résultats nous ont mené à une vue différenciée du phénomène de désistement, en ce sens que le retrait de la « scène de la drogue » ne peut être confondu avec une réintégration socio-économique : En effet, alors que la diminution de la délinquance va de pair avec un retrait de la « scène de la drogue » et des comportements addictifs correspondants, nous n'avons pas pu observer un parallélisme équivalent entre désistement et réintegration sociale telle qu'indiquée par des indicateurs comme l'emploi, la dépendance d'aides financières ou encore la situation de logement. Nos analyses nous mènent à la conclusion que la réduction de la délinquance s'explique essentiellement par le fait de la relâche de compulsions économiques engendrées par la prescription d'héroïne et non du fait d'une réintégration sociale. Des publications récentes sur l'évolution à long terme de la situation sociale des personnes traitées (cf. semblent d'ailleurs indiquer que, même après plusieurs années de traitement, l'intégration socio-économique des patients ne s'est guère améliorée. Ceci suggère que l'appui psychosocial offert aux patients et qui était censé assurer leur réintégration ne s'est montré guère efficace. Ces résultats sont aussi intéressant au niveau théorique : En effet, alors qu'ils corroborent le concept de délinquance « économico-compulsive », telle que décrit par Brochu (1995), ils sont en opposition autant avec la théorie du « contrôle de soi » de Gottfredson et Hirschi (1990), qui n'offre pas les instruments théoriques nécessaires à l'explication d'une pareil « implosion » de l'activité délinquante, qu'avec la théorie du contrôle social de Hirschi (1969) qui aurait laissé supposer que la diminution de la délinquance devrait aller de pair avec un renforcement des liens avec la société conventionnelle. 4.4.3. Contribution personnelle à cette recherche S'agissant d'une réanalayse de données récoltées entre 1994 et 1996, soit avant mon arrivée à l'IPSC, il est évident que je n'ai pas eu l'occasion de participer à la conception générale du projet PROVE, au développement des instruments, ainsi qu'a la récolte de données. Ma première tâche a consisté à assembler les données de suivi de l'évaluation criminologique, soit de l'étude menée à l'IPSC, avec celles de l'évaluation du développement psychosocial, soit l'étude menée à l'Institut Kir Suchtforschung (ISF). Comme pour l'étude ISRD, ces travaux préparatoires se sont avérés fort délicats et de longue haleine L'idée de recherche m'était venue en constatant que, d'une part, nous disposions de résultats acquis concernant l'effet bénéfique du programme PROVE sur la diminution de la délinquance des personnes traitées, ainsi que sur différents domaines de leurs situation sociale, et que d'autre part, peu de connaissances étaient acquises sur les mécanismes du processus de désistement. Disposant de données longitudinales prospectives pour les deux domaines comportementaux, ce ne fût plus qu'un petit pas que de conclure qu'une analyse de la coévolution au niveau individuel entre les comportements délinquants, d'une part, et certains indicateurs du domaine psychosocial, d'autre part, pourrait s'avérer utile pour la détection de tels mécanismes. C'est sur la base de cette réflexion et de ces travaux préparatoires que j'ai ensuite analysé les données et que j'ai présenté des premiers résultats au colloque de l'Association des criminologues de langue française (AICLF) en 2002. L'article finalement soumis auprès de « Sucht » se base sur un affinement de ces analyses initiales.

Chromosomal number aberrations and transformation in adult mouse retinal stem cells in vitro.

PURPOSE: The potential of stem cells (SCs) as a source for cell-based therapy on a wide range of degenerative diseases and damaged tissues such as retinal degeneration has been recognized. Generation of a high number of retinal stem cells (RSCs) in vitro would thus be beneficial for transplantation in the retina. However, as cells in prolonged cultivation may be unstable and thus have a risk of transformation, it is important to assess the stability of these cells. METHODS: Chromosomal aberrations were analyzed in mouse RSC lines isolated from adult and from postnatal day (PN)1 mouse retinas. Moreover, selected cell lines were tested for anchorage-dependent proliferation, and SCs were transplanted into immunocompromised mice to assess the possibility of transformation. RESULTS: Marked aneuploidy occurred in all adult cell lines, albeit to different degrees, and neonatal RSCs were the most stable and displayed a normal karyotype until at least passage 9. Of interest, the level of aneuploidy of adult RSCs did not necessarily correlate with cell transformation. Only the adult RSC lines passaged for longer periods and with a higher dilution ratio underwent transformation. Furthermore, we identified several cell cycle proteins that might support the continuous proliferation and transformation of the cells. CONCLUSIONS: Adult RSCs rapidly accumulated severe chromosomal aberrations during cultivation, which led to cell transformation in some cell lines. The culture condition plays an important role in supporting the selection and growth of transformed cells.

Diagnostic et prise en charge de la thrombocytopénie immune primaire

La thrombocytopénie immune primaire (ITP) est une affection auto-immune acquise avec diminution de la survie des plaquettes et perturbation de la production plaquettaire. Il n'existe aucun test clinique simple permettant de prouver la nature auto-immune de l'affection. Pour cette raison, il s'agit presque toujours d'un diagnostic par exclusion d'autres causes. Bien que les plaquettes soient souvent inférieures à 10 x 109/l lors de la présentation initiale, la tendance hémorragique est étonnamment modérée chez la majorité des patients. Le traitement initial fait toujours appel aux corticostéroïdes, combinés à des immunoglobulines intraveineuses et à des transfusions de plaquettes dans les formes compliquées avec hémorragies significatives. Chez l'enfant, la maladie est souvent induite par des infections virales et son évolution est bénigne et spontanément régressive dans la majorité des cas. Chez l'adulte, la maladie est plus souvent persistante ou chroniquement récidivante, et le taux de plaquettes se situe souvent à un taux suffisant pour prévenir des hémorragies spontanées. Seule une faible proportion de patients souffre d'une thrombocytopénie sévère prolongée accompagnée de saignements réguliers avec risque d'hémorragies potentiellement fatales. C'est probablement ce groupe de patients restreint qui tirera surtout profit des nouvelles options thérapeutiques telles que les agonistes du récepteur de la thrombopoïétine. A la lumière de ces nouvelles possibilités, un groupe d'hématologues suisses s'est réuni pour élaborer des directives concernant la prise en charge de l'ITP conformément aux besoins et aux habitudes de notre pays.

Militarism and Melodrama: The Cultural Work of Combat Death

This essay examines the role of melodrama in the American war film, focusing on three post-WWII examples. The main argument centers on the natural alliance between melodrama and militarism based on a shared intolerance for the notion of death as meaningless and in vain. Both melodrama and military ideology employ elaborate rhetorical and narrative strategies to enfold deaths into larger systems of meaning, such as the nation, or in more personal terms, as a rite of passage. One of the most common narrative devices present in the military melodrama is the death that converts survivors to the values of the virtuous victim. The essay examines the shared conventions and different strategies of the following three films: Sands of Iwo Jima (1949), Platoon (1986), and Top Gun (1986).

Cryptococcus neoformans var. grubii - Pathogenicity of environmental isolates correlated to virulence factors, susceptibility to fluconazole and molecular profile

The pathogenicity of Cryptococcus neoformans is heterogeneous and is associated with the expression of virulence factors. This study aimed to correlate the pathogenicity of C. neoformans var. grubii in BALB/c mice with in vitro virulence factors, fluconazole minimal inhibitory concentrations (MICs) and molecular profiles, before and after animal passage. Ten environmental isolates and one ATCC strain of C. neoformans var. grubii mating type α were evaluated. Most isolates (91%) killed 50% or more of the infected animals by day 24 postinfection and were recovered from the lungs and brains of surviving animals on days 7 and 14 postinfection. The burden of yeast in the lungs was more variable than that in the brain. The differences in the expression of virulence factors (growth at 37ºC, presence and size of the capsule and production of melanin, urease, proteinase and phospholipase) by most isolates pre and postpassage in animals were not statistically significant. The fluconazole MICs in postpassaged lines differed by a one-dilution from the MIC of the corresponding prepassaged line for six isolates. Using molecular typing [polymerase chain reaction-fingerprinting with (GACA)4 and M13], eight isolates were identified as VNI and three as VNII. We concluded that different isolates with the same molecular and phenotypic profiles, including isolates that are markedly hypervirulent, span a wide range of virulence and there were no changes in virulence factors in the postpassaged lines when compared with the corresponding nonpassaged lines.

I ara què? que hi ha en polítiques de joventut després del Plans de Joventut?

Fa més de 10 anys del primer Pla Nacional de Joventut de Catalunya, del pas de les polítiques de suport a l’associacionisme a les polítiques integrals, i amb aquestes la prolífica etapa dels Plans de Joventut i de l’expansió real de les polítiques de joventut al territori català. És a dia d’avui, en un moment de grans esdeveniments en aquest camp, en que es proposa un anàlisi sobre la futura evolució de les polítiques de joventut, basat en l’estudi i la interpretació de la informació existent i les aportacions de 9 persones vinculades al món de les polítiques de joventut

A combined approach for the assessment of cell viability and cell functionality of human fibrochondrocytes for use in tissue engineering.

Temporo-mandibular joint disc disorders are highly prevalent in adult populations. Autologous chondrocyte implantation is a well-established method for the treatment of several chondral defects. However, very few studies have been carried out using human fibrous chondrocytes from the temporo-mandibular joint (TMJ). One of the main drawbacks associated to chondrocyte cell culture is the possibility that chondrocyte cells kept in culture tend to de-differentiate and to lose cell viability under in in-vitro conditions. In this work, we have isolated human temporo-mandibular joint fibrochondrocytes (TMJF) from human disc and we have used a highly-sensitive technique to determine cell viability, cell proliferation and gene expression of nine consecutive cell passages to determine the most appropriate cell passage for use in tissue engineering and future clinical use. Our results revealed that the most potentially viable and functional cell passages were P5-P6, in which an adequate equilibrium between cell viability and the capability to synthesize all major extracellular matrix components exists. The combined action of pro-apoptotic (TRAF5, PHLDA1) and anti-apoptotic genes (SON, HTT, FAIM2) may explain the differential cell viability levels that we found in this study. These results suggest that TMJF should be used at P5-P6 for cell therapy protocols.

Comment faciliter la consommation de protéines après un bypass gastrique [How to facilitate protein consumption after gastric bypass?].

After a gastric bypass, covering protein needs is impossible. This deficit is co-responsible for several postoperative complications so it is essential to inform, prepare and train every patient candidate for such an intervention. To increase protein intake, it is important to work on two different aspects: on the one hand on food sources, targeting the richest food and, on the other hand, on food tolerance so that these foods can be consumed. In fact, gastric bypass induces not only a reduction in gastric volume, but also reduces the passage from the stomach to the intestine. Changes in feeding behavior are much needed to improve food tolerance.

Event-free survival at 24 months is a robust end point for disease-related outcome in diffuse large B-cell lymphoma treated with immunochemotherapy.

PURPOSE: Studies of diffuse large B-cell lymphoma (DLBCL) are typically evaluated by using a time-to-event approach with relapse, re-treatment, and death commonly used as the events. We evaluated the timing and type of events in newly diagnosed DLBCL and compared patient outcome with reference population data. PATIENTS AND METHODS: Patients with newly diagnosed DLBCL treated with immunochemotherapy were prospectively enrolled onto the University of Iowa/Mayo Clinic Specialized Program of Research Excellence Molecular Epidemiology Resource (MER) and the North Central Cancer Treatment Group NCCTG-N0489 clinical trial from 2002 to 2009. Patient outcomes were evaluated at diagnosis and in the subsets of patients achieving event-free status at 12 months (EFS12) and 24 months (EFS24) from diagnosis. Overall survival was compared with age- and sex-matched population data. Results were replicated in an external validation cohort from the Groupe d'Etude des Lymphomes de l'Adulte (GELA) Lymphome Non Hodgkinien 2003 (LNH2003) program and a registry based in Lyon, France. RESULTS: In all, 767 patients with newly diagnosed DLBCL who had a median age of 63 years were enrolled onto the MER and NCCTG studies. At a median follow-up of 60 months (range, 8 to 116 months), 299 patients had an event and 210 patients had died. Patients achieving EFS24 had an overall survival equivalent to that of the age- and sex-matched general population (standardized mortality ratio [SMR], 1.18; P = .25). This result was confirmed in 820 patients from the GELA study and registry in Lyon (SMR, 1.09; P = .71). Simulation studies showed that EFS24 has comparable power to continuous EFS when evaluating clinical trials in DLBCL. CONCLUSION: Patients with DLBCL who achieve EFS24 have a subsequent overall survival equivalent to that of the age- and sex-matched general population. EFS24 will be useful in patient counseling and should be considered as an end point for future studies of newly diagnosed DLBCL.

Physiopathologie du coeur embryonnaire soumis à l'anoxie-réoxygénation: rôle protecteur du NO et des canaux KATP

RESUME Introduction : Dans le coeur adulte, l'ischémie et la reperfusion entraînent des perturbations électriques, mécaniques, biochimiques et structurales qui peuvent causer des dommages réversibles ou irréversibles selon la sévérité de l'ischémie. Malgré les récents progrès en cardiologie et en chirurgie foetales, la connaissance des mécanismes impliqués dans la réponse du myocarde embryonnaire à un stress hypoxique transitoire demeure lacunaire. Le but de ce travail a donc été de caractériser les effets chrono-, dromo- et inotropes de l'anoxie et de la réoxygénation sur un modèle de coeur embryonnaire isolé. D'autre part, les effets du monoxyde d'azote (NO) et de la modulation des canaux KATP mitochondriaux (mito KATP) sur la récupération fonctionnelle postanoxique ont été étudiés. La production myocardique de radicaux d'oxygène (ROS) et l'activité de MAP Kinases (ERK et JNK) impliquées dans la signalisation cellulaire ont également été déterminées. Méthodes : Des coeurs d'embryons de poulet âgés de 4 jours battant spontanément ont été placés dans une chambre de culture puis soumis à une anoxie de 30 min suivie d'une réoxygénation de 60 min. L'activité électrique (ECG), les contractions de l'oreillette, du ventricule et du conotroncus (détectées par photométrie), la production de ROS (mesure de la fluorescence du DCFH) et l'activité kinase de ERK et JNK dans le ventricule ont été déterminées au cours de l'anoxie et de la réoxygénation. Les coeurs ont été traités avec un bloqueur des NO synthases (L-NAME), un donneur de NO (DETA-NONOate), un activateur (diazoxide) ou un inhibiteur (5-HD) des canaux mitoKATP un inhibiteur non-spécifique des PKC (chélérythrine) ou un piégeur de ROS (MPG). Résultats : L'anoxie et la réoxygénation entraînaient des arythmies (essentiellement d'origine auriculaire) semblables à celles observées chez l'adulte, des troubles de la conduction (blocs auriculo-ventriculaires de 1er, 2ème et 3ème degré) et un ralentissement marqué du couplage excitation-contraction (E-C) ventriculaire. En plus de ces arythmies, la réoxygénation déclenchait le phénomène de Wenckelbach, de rares échappements ventriculaires et une sidération myocardique. Aucune fibrillation, conduction rétrograde ou activité ectopique n'ont été observées. Le NO exogène améliorait la récupération postanoxique du couplage E-C ventriculaire alors que L'inhibition des NOS la ralentissait. L'activation des canaux mito KATP augmentait la production mitochondriale de ROS à la réoxygénation et accélérait la récupération de la conduction (intervalle PR) et du couplage E-C ventriculaire. La protection de ce couplage était abolie par le MPG, la chélérythrine ou le L-NAME. Les fonctions électrique et contractile de tous les coeurs récupéraient après 30-40 min de réoxygénation. L'activité de ERK et de JNK n'était pas modifiée par L'anoxie, mais doublait et quadruplait, respectivement, après 30 min de réoxygénation. Seule l'activité de JNK était diminuée (-60%) par l'activation des canaux mitoKATP. Cet effet inhibiteur était partiellement abolit par le 5-HD. Conclusion: Dans le coeur immature, le couplage E-C ventriculaire semble être un paramètre particulièrement sensible aux conditions d'oxygénation. Sa récupération postanoxique est améliorée par l'ouverture des canaux mitoKATP via une signalisation impliquant les ROS Ies PKC et le NO. Une réduction de l'activité de JNK semble également participer à cette protection. Nos résultats suggèrent que les mitochondries jouent un rôle central dans la modulation des voies de signalisation cellulaire, en particulier lorsque les conditions métaboliques deviennent défavorables. Le coeur embryonnaire isolé représente donc un modèle expérimental utile pour mieux comprendre les mécanismes associés à une hypoxie in utero et pour améliorer les stratégies thérapeutiques en cardiologie et chirurgie foetales. ABSTRACT Physiopathology of the anoxic-reoxygenated embryonic heart: Protective role of NO and KATP channel Aim: In the adult heart, the electrical, mechanical, biochemical and structural disturbances induced by ischemia and reperfusion lead to reversible or irreversible damages depending on the severity and duration of ischemia. In spite of recent advances in fetal cardiology and surgery, little is known regarding the cellular mechanisms involved in hypoxia-induced dysfunction in the developing heart. The aim of this study was to precisely characterize the chrono-, dromo- and inotropic disturbances associated with anoxia-reoxygenation in an embryonic heart model. Furthermore, the roles that nitric oxide (NO), reactive oxygen species (ROS), mitochondrial KATP, (mito KATP) channel and MAP Kinases could play in the stressed developing heart have been investigated. Methods: Embryonic chick hearts (4-day-old) were isolated and submitted in vitro to 30 min anoxia followed by 60 min reoxygenation. Electrical (ECG) and contractile activities of atria, ventricle and conotruncus (photometric detection), ROS production (DCFH fluorescence) and ERK and JNK activity were determined in the ventricle throughout anoxia-reoxygenation. Hearts were treated with NO synthase inhibitor (L-NAME), NO donor (DETA-NONOate), mitoKATP channel opener (diazoxide) or blocket (5-HD), PKC inhibitor (chelerythrine) and ROS scavenger (MPG). Results: Anoxia and reoxygenation provoked arrhythxnias (mainly originating from atrial region), troubles of conduction (st, 2nd, and 3rd degree atrio-ventricular blocks) and disturbances of excitation-contraction (E-C) coupling. In addition to these types of arrhythmias, reoxygenation triggered Wenckebach phenomenon and rare ventricular escape beats. No fibrillations, no ventricular ectopic beats and no electromechanical dissociation were observed. Myocardial stunning was observed during the first 30 min of reoxygenation. All hearts fully recovered their electrical and mechanical functions after 30-40 min of reoxygenation. Exogenous NO improved while NOS inhibition delayed E-C coupling recovery. Mito KATP, channel opening increased reoxygenation-induced ROS production and improved E-C coupling and conduction (PR) recovery. MPG, chelerythrine or L-NAME reversed this effect. Reoxygenation increased ERK and JNK activities land 4-fold, respectively, while anoxia had no effect. MitoKATP channel opening abolished the reoxygenation-induced activation of JNK but had no effect on ERK activity. This inhibitory effect was partly reversed by mitoKATP channel blocker but not by MPG. Conclusion: In the developing heart, ventricular E-C coupling was found to be specially sensitive to hypoxia-reoxygenation and its postanoxic recovery was improved by mitoKATP channel activation via a ROS-, PKC- and NO-dependent pathway. JNK inhibition appears to be involved in this protection. Thus, mitochondria can play a pivotal role in the cellular signalling pathways, notably under critical metabolic conditions. The model of isolated embryonic heart appears to be useful to better understand the mechanisms underlying the myocardial dysfunction induced by an in utero hypoxia and to improve therapeutic strategies in fetal cardiology and surgery.

A study of the translational regulation exerted by some neuroactive substances on the expression of the monocarboxylate transporter MCT2 in cultured cortical neurons

Summary of the thesis Glucose has been considered the major, if not the exclusive, energy substrate for the brain. But under certain conditions other substrates, namely monocarboxylates (lactate, pyruvate, and ketone bodies), can contribute significantly to satisfy brain energy demands. These monocarboxylates need to be transported across the blood brain barrier as well as out of astrocytes into the extracellular space and taken up into neurons. It has been shown that monocarboxylates are transported by a family of proton-linked transporters called monocarboxylate transporters (MCTs). In the central nervous system, MCT2 is the predominant neuronal form and little is known about the regulation of its expression. The neurotransmitter noradrenaline (NA) was shown previously to enhance the expression of MCT2 in cultured cortical neurons via a translational mechanism. Here, we demonstrate that two other substances, namely, insulin and IGF-1 enhance MCT2 protein expression in cultured mouse cortical neurons in a time- and concentrationdependent manner without affecting MCT2 mRNA levels. This result confirmed that MCT2 protein expression is translationally regulated and extend the observation to different types of neuroactive substances. Then we sought to determine by which signaling pathway(s) NA, insulin and IGF-1 can induce MCT2 protein expression. First, we observed by Western blot that all three substances cause activation of the MAP kinase ERK as well as the kinase Akt via their phosphorylation. Moreover, the mTOR/S6K pathway which is known to play an important role in translation initiation regulation was also strongly stimulated by all three substances. Second, we sought to determine the implication of these signaling pathways on the NA-, insulin- and IGF-1-induced enhancement of MCT2 protein expression and used specific inhibitors of these signaling pathways. We observed that the Pia kinase and mTOR inhibitors LY294002 and rapamycin respectively, strongly prevent the enhancement. of MCT2 expression caused by either NA, insulin ar IGF-1. In contrast, the MEK inhibitor PD98059 and the p38 MAP kinase inhibitor SB202190 had only a slight effect on the enhancement of MCT2 expression in all three cases. These results suggest that NA, insulin and IGF-1 regulate MCT2 protein expression by a common mechanism most likely involving the Akt/PKB pathway and translational activation via mTOR. In conclusion, considering the roles of NA, insulin and IGF-1 in synaptic plasticity, the tight translational regulation of MCT2 expression by these substances may represent a common mechanism through which supply of potentiated synapses with nonglucose energy substrates can be adapted to the level of activity. Résumé du travail de thèse Le glucose représente le substrat énergétique majeur pour le cerveau. Cependant, dans certaines conditions physiologiques ou pathologiques, le cerveau a la capacité d'utiliser des substrats énergétiques appartenant à la classe des monocarboxylates (lactate, pyruvate et corps cétoniques) afin de satisfaire ses besoins énergétiques. Ces monocarboxylates doivent être transportés à travers la barrière hématoencéphalique mais aussi hors des astrocytes vers l'espace extracellulaire puis re-captés par les neurones. Leur transport est assuré par une famille de transporteurs spécifiques, protons-dépendants, appelés transporteurs aux monocarboxylates (MCTs). Dans le système nerveux central, les neurones expriment principalement l'isoforme MCT2 mais peu d'informations sont disponibles concernant la régulation de son expression. Il a été montré que le neurotransmetteur noradrénaline (NA) augmente l'expression de MCT2 dans les cultures de neurones corticaux de souris par le biais d'un mécanisme de régulation traductionnel. La présente étude nous a permis de démontrer que deux autres substances, l'insuline et 17GF-1, induisent une augmentation de la protéine MCT2 dans ces mêmes cultures selon un décours temporel et une gamme de concentrations particulière. Etonnamment, aucun changement n'a été observé concernant les niveaux d'ARNm de MCT2. Ce résultat .confirme que la protéine MCT2 est régulée de manière traductionnelle et révèle que différentes substances neuro-actives peuvent réguler l'expression de MCT2. Compte tenu de ces observations, nous avons voulu déterminer par quelle(s) voie(s) de signalisation la NA, l'insuline et l'IGF-1 exercent leur effet sur l'expression de MCT2. Dans un premier temps, nous avons pu observer par Western blot que ces trois substances activent la MAP kinase ERK ainsi que la kinase Akt via leur phasphorylation. De plus, la voie mTOR/S6K, connue pour son implication dans la régulation de l'initiation de la traduction est aussi fortement activée par ces trois substances. Dans un second temps, nous avons voulu déterminer I implication de chacune de ces voies de signalisation dans l'augmentation de l'expression de la protéine MCT2 observée après stimulation à la NA, à l'insuline et à l'IGF-1. Pour ce faire, nous avons utilisé des inhibiteurs spécifiques de chacune de ces voies. (Vous avons observé que les inhibiteurs des voies PI3 kinase et mTOR (LY294002 et rapamycin respectivement), prévenaient fortement l'augmentation de l'expression de MCT2 induite par la NA, l'insuline ou (IGF-1. A l'inverse, les inhibitions de la MAP kinase .kinase MEK ainsi que de la MAP kinase p38 (par l'utilisation des inhibiteurs spécifiques PD98059 et SB202190 respectivement) n'ont eu qu'un léger effet dans ces mêmes conditions. Ces résultats suggèrent que la NA, 'l'insuline et I~GF-1 régulent l'expression de la protéine MCT2 par un mécanisme commun impliquant probablement la voie Akt/PKB et l'activation de la traduction via mTOR. En conclusion, considérant l'implication de la NA, de l'insuline et de I`IGF-1 dans la plasticité synaptique, le contrôle traductionnel étroit exercé par ces substances sur l'expression de MCT2 pourrait être un moyen d'alimenter en substrats énergétiques autres que le glucose les synapses activées et également d'adapter l'approvisionnement en substrats énergétiques au niveau d'activité. Résumé « grand public » Le cerveau est un organe qui réalise des tâches complexes nécessitant un apport important en énergie. La principale source d'énergie du cerveau est le glucose. Bien que le cerveau ne représente que 2% de la masse corporelle, il consomme à lui seul plus de 25% du glucose et 20% de l'oxygène provenant de la circulation sanguine. La nécessité d'un tel apport en énergie réside dans la nature -même du fonctionnement des milliards de neurones qui utilisent des signaux électriques et chimiques pour communiquer entre eux. Hormis l'utilisation massive du glucose comme source d'énergie, le cerveau est capable de consommer d'autres substrats énergétiques dans certaines conditions physiologiques ou pathologiques. Les monocarboxylates (lactate, pyruvate et corps cétoniques) font partie de ces autres sources d'énergie. Contrairement au glucose, les monocarboxylates ne diffusent pas facilement de la circulation sanguine vers les neurones. Afin de pouvoir être consommés par les neurones, ils doivent être transportés par un système adapté. Ce sont des transporteurs appelés transporteurs aux monocarboxylates ou MCT qui permettent le passage de ces substrats énergétiques du sang vers les neurones. Le but de ce travail de thèse a été de comprendre comment est régulée l'expression de MCT2, l'un de ces transporteurs exprimé spécifiquement à la surface des neurones. Cette étude nous a permis de mettre en évidence que le neurotransmetteur noradrénaline ainsi que les hormones insuline et IGF-1 (insulinlike growth factor-1) sont capables d'induire une augmentation d'expression de MCT2 à la surface des neurones en culture. Nous avons ensuite voulu déterminer par quels mécanismes de signalisation ces substances agissent sur l'expression de MCT2. Nous avons pu observer que la surexpression de la protéine MCT2 est due à une augmentation d'activité traductionnelle (la traduction étant une des étapes qui permet la synthèse des protéines) induite par le biais d'une voie de signalisation particulière. En conclusion, lorsque la noradrénaline, l'insuline ou 17GF-1 agissent sur les neurones, la traduction de la protéine MCT2 est activée et on observe une augmentation de l'expression de MCT2. Ce mécanisme pourrait permettre d'augmenter l'apport énergétique au niveau des neurones en augmentant le nombre de transporteurs pour les substrats énergétiques que sont les monocarboxylates. D'un point de vue physiologique, cette régulation d'expression pourrait jouer un rôle primordial dans des situations d'apprentissage et de mémorisation. Sur le plan pathologique, cela pourrait permettre de prévenir les dommages causes aux neurones dans certains cas d'atteintes cérébrales.

Genetic analysis of c-Myc in mouse bone marrow and liver

1. Summary The transcription factor and proto-oncogene c-myc plays an important role in integrating many mitogenic signals within the cell. The consequences are both broad and varied and include the regulation of apoptosis, cellular differentiation, cellular growth and cell cycle progression. It is found to be mis-regulated in over 70% of all cancers, however, our knowledge about c-Myc remains limited and very little is known about its physiological role in mammalian development and in adulthood. We have addressed the physiological role of c-Myc in both the bone marrow and the liver of mice by generating adult c-myc flox/flox mice that lacked c-myc in either the bone marrow or the liver after conversion of the c-myc flox alleles into null alleles by the inducible Mx¬Cre transgene with polyI-polyC. In investigating the role of c-Myc in the haematopoietic system, we concentrated on the aspects of cellular proliferation, cellular differentiation and apoptosis. Mice lacking c-Myc develop anaemia between 3-8 weeks and all more differentiated cell types are severely depleted leading to death. However in addition to its role in driving proliferation in transient amplifying cells, we unexpectedly discovered a new role for c-Myc in controlling haematopoietic stem cell (HSC) differentiation. c-Myc deficient HSCs are able to proliferate normally in vivo. In addition, their differentiation into more committed progenitors is blocked. These cells expressed increased adhesion molecules, which possibly prevent HSCs from being released from the special stem cell supporting stromal niche cells with which they closely associate. Secondly we used the liver as a model system to address the role of c-Myc in cellular growth, meaning the increase in cell size, and also cellular proliferation. Our results revealed c-Myc to play no role in metabolic cellular growth following a period of fasting. Following treatment with the xenobiotic TCPOBOP, c-Myc deficient hepatocytes increased in cell size as control hepatocytes and could surprisingly proliferate albeit at a reduced rate demonstrating a c-Myc independent proliferation pathway to exist in parenchymal cells. However, following partial hepatectomy, in which two-thirds of the liver was removed, mutant livers were severely restricted in their regeneration capacity compared to control livers demonstrating that c-Myc is essential for liver regeneration. Résumé Le facteur de transcription et proto-oncogène c-myc joue un rôle important dans l'intégration de nombreux signaux mitogéniques dans la cellule. Les conséquences de son activation sont étendues et variées et incluent la régulation de l'apoptose, de la différenciation, de la croissance et de la progression du cycle cellulaire. Même si plus de 20% des cancers montrent une dérégulation de c-myc, les connaissances sur ce facteur de transcription restent limitées et ses rôles physiologiques au cours du développement et chez l'adulte sont très peu connus. Nous avons étudié le rôle physiologique de c-Myc dans la molle osseuse et le foie murin en générant des souris adultes c-myc flox/flox. Dans ces souris, les allèles c-myc flox sont convertis en allèles nuls par le transgène Mx-Cre après induction avec du Poly-I.C. Pour notre étude du rôle de c-Myc dans le système hématopoiétique, nous nous sommes concentrés sur les aspects de la prolifération et de la différenciation cellulaire, ainsi que sur l'apoptose. Les souris déficientes pour c-Myc développent une anémie 3 à 8 semaines après la délétion du gène; tous les différents types cellulaires matures sont progressivement épuisés ce qui entraîne la mort des animaux. Néanmoins, outre sa capacité à induire la prolifération des cellules transitoires de la molle osseuse, nous avons inopinément découvert un nouveau rôle pour c-Myc dans le contrôle de la différenciation des cellules souches hématopoiétiques (HSC). Les HSC déficientes pour c-Myc prolifèrent normalement in vivo mais leur différenciation en progéniteurs plus engagés dans une voie de différenciation est bloquée. Ces cellules surexpriment certaines molécules d'adhésion ce qui empêcherait les HSC d'être relachées du stroma spécialisé, ou niche, auquel elles sont étroitement associées. D'autre part, nous avons utilisé le foie comme système modèle pour étudier le rôle de c-Myc dans la prolifération et dans la croissance cellulaire, c'est à dire l'augmentation de taille des cellules. Nos résultats ont révélé que c-Myc ne joue pas de rôle dans le métabolisme cellulaire qui suit une période de jeûne. L'augmentation de la taille cellulaire des hépatocytes déficients pour c-Myc suite au traitement avec l'agent xénobiotique TCPOBOP est identique à celle observée pour les cellules de contrôle. Le taux de prolifération des hépatocytes mutants est par contre réduit, indiquant qu'une voie de différenciation indépendante de c-Myc existe dans les cellules parenchymales. Néanmoins, après hépatectomie partielle, où deux-tiers du foie sont éliminés chirurgicalement, les foies mutants sont sévèrement limités dans leur capacité de régénération par rapport aux foies de contrôle, montrant ainsi que c-Myc est essentiel pour la régénération hépatique.