Caractérisation du rôle et des mécanismes d’action des gènes Hoxa dans l’hématopoïèse adulte

Chez les humains, un large pourcentage de leucémies myéloïdes et lymphoïdes exprime des gènes Homéobox (Hox) de façon aberrante, principalement ceux du groupe des gènes Hoxa. Cette dérégulation de l’expression des gènes Hox peut provenir directement des translocations impliquant des gènes Hox ou indirectement par d’autres protéines ayant un potentiel oncogénique. De plus, plusieurs études indiquent que les gènes Hox jouent un rôle essentiel dans l'initiation de diverses leucémies. Comprendre le fonctionnement des gènes Hox dans l'hématopoïèse normale est donc une condition préalable pour élucider leurs fonctions dans les leucémies, ce qui pourrait éventuellement conduire à l’élaboration de nouveaux traitements contre cette maladie. Plusieurs études ont tenté d’élucider les rôles exacts des gènes Hox dans l'hématopoïèse via l’utilisation de souris mutantes pour un seul gène Hox. Or, en raison du phénomène de redondance fonctionnelle chez cette famille de gènes, ces études ont été peu concluantes. Il a été précédemment démontré que dans une population de cellules enrichies en cellules souches hématopoïétiques (CSH), les gènes du cluster Hoxa sont plus exprimés que les gènes Hox des autres clusters. Aussi, il a été établi que les gènes du cluster Hoxb sont non essentiels à l’hématopoïèse définitive puisque les CSH mutantes pour les gènes Hoxb1-9 conservent leur potentiel de reconstitution à long terme. En nous basant sur ces données, nous avons émis l'hypothèse suivante : les gènes Hoxa sont essentiels pour l'hématopoïèse normale adulte. Pour tester notre hypothèse, nous avons choisi d’utiliser un modèle de souris comportant une délétion pour l’ensemble des gènes Hoxa. Dans le cadre de cette recherche, nous avons démontré que les CSH, les progéniteurs primitifs et les progéniteurs des cellules B sont particulièrement sensibles au niveau d'expression des gènes Hoxa. Plus particulièrement, une baisse de la survie et une différenciation prématurée semblent être à l’origine de la perte des CSH Hoxa-/- dans la moelle osseuse. L’analyse du profil transcriptionnel des CSH par séquençage de l'ARN a révélé que les gènes Hoxa sont capables de réguler un vaste réseau de gènes impliqués dans divers processus biologiques. En effet, les gènes Hoxa régulent l’expression de plusieurs gènes codant pour des récepteurs de cytokine. De plus, les gènes Hoxa influencent l’expression de gènes jouant une fonction dans l’architecture de la niche hématopoïétique. L’expression de plusieurs molécules d’adhésion est aussi modulée par les gènes Hoxa, ce qui peut affecter la relation des CSH avec la niche hématopoïétique. L’ensemble de ces résultats démontre que les gènes Hoxa sont d'importants régulateurs de l'hématopoïèse adulte puisqu’ils sont nécessaires au maintien des CSH et des progéniteurs grâce à leurs effets sur plusieurs processus biologiques comme l'apoptose, le cycle cellulaire et les interactions avec la niche.

Mechanisms of translation regulation in long-term synaptic plasticity

Les souvenirs sont encodés dans le cerveau grâce aux configurations uniques de vastes réseaux neuronaux. Chaque connexion dans ces circuits est apte à être modifiée. Ces changements durables s’opèrent au niveau des synapses grâce à une synthèse de protéines de novo et génèrent ce qu’on nomme des traces mnésiques. Plusieurs preuves indiquent que, dans certaines formes de plasticité synaptique à long terme, cette synthèse a lieu dans les dendrites près des synapses activées plutôt que dans le corps cellulaire. Cependant, les mécanismes qui régulent cette traduction de protéines demeurent encore nébuleux. La phase d’initiation de la traduction est une étape limitante et hautement régulée qui, selon plusieurs chercheurs, constitue la cible principale des mécanismes de régulation de la traduction dans la plasticité synaptique à long terme. Le présent projet de recherche infirme cette hypothèse dans une certaine forme de plasticité synaptique, la dépression à long terme dépendante des récepteurs métabotropiques du glutamate (mGluR-LTD). À l’aide d’enregistrements électrophysiologiques de neurones hippocampiques en culture couplés à des inhibiteurs pharmacologiques, nous montrons que la régulation de la traduction implique les étapes de l’élongation et de la terminaison et non celle de l’initiation. De plus, nous démontrons grâce à des stratégies de knockdown d’expression d’ARN que la protéine de liaison d’ARNm Staufen 2 joue un rôle déterminant dans la mGluR-LTD induite en cultures. Dans leur ensemble, les résultats de la présente étude viennent appuyer un modèle de régulation de la traduction locale de protéines qui est indépendante de l’initiation.

Une signature du polymorphisme structural d’acides ribonucléiques non-codants permettant de comparer leurs niveaux d’activités biochimiques

Des évidences expérimentales récentes indiquent que les ARN changent de structures au fil du temps, parfois très rapidement, et que ces changements sont nécessaires à leurs activités biochimiques. La structure de ces ARN est donc dynamique. Ces mêmes évidences notent également que les structures clés impliquées sont prédites par le logiciel de prédiction de structure secondaire MC-Fold. En comparant les prédictions de structures du logiciel MC-Fold, nous avons constaté un lien clair entre les structures presque optimales (en termes de stabilité prédites par ce logiciel) et les variations d’activités biochimiques conséquentes à des changements ponctuels dans la séquence. Nous avons comparé les séquences d’ARN du point de vue de leurs structures dynamiques afin d’investiguer la similarité de leurs fonctions biologiques. Ceci a nécessité une accélération notable du logiciel MC-Fold. L’approche algorithmique est décrite au chapitre 1. Au chapitre 2 nous classons les impacts de légères variations de séquences des microARN sur la fonction naturelle de ceux-ci. Au chapitre 3 nous identifions des fenêtres dans de longs ARN dont les structures dynamiques occupent possiblement des rôles dans les désordres du spectre autistique et dans la polarisation des œufs de certains batraciens (Xenopus spp.).

Traitement de la douleur chronique non cancéreuse à l’aide d’opioïdes : efficacité à long terme

La douleur chronique non cancéreuse (DCNC) est un phénomène complexe et des interventions multimodales qui abordent à la fois ses dimensions biologiques et psychosociales sont considérées comme l’approche optimale pour traiter ce type de désordre. La prescription d'opioïdes pour la DCNC a augmenté d’une façon fulgurante au cours des deux dernières décennies, mais les preuves supportant l'efficacité à long terme de ce type de médicament en termes de réduction de la sévérité de la douleur et d’amélioration de la qualité de vie des patients souffrant de DCNC sont manquantes. L'objectif de cette étude était d'investiguer dans un contexte de vraie vie l'efficacité à long terme des opioïdes pour réduire l’intensité et l’impact de la douleur et améliorer la qualité de vie reliée à la santé des patients souffrant de DCNC sur une période d’une année. Méthodes: Les participants à cette étude étaient 1490 patients (âge moyen = 52,37 (écart-type = 13,9); femmes = 60,9%) enrôlés dans le Registre Québec Douleur entre octobre 2008 et Avril 2011 et qui ont complété une série de questionnaires avant d'initier un traitement dans un centre multidisciplinaire tertiaire de gestion de la douleur ainsi qu’à 6 et 12 mois plus tard. Selon leur profil d'utilisation d'opioïdes (PUO), les patients ont été classés en 1) non-utilisateurs, 2) utilisateurs non persistants, et 3) utilisateurs persistants. Les données ont été analysées à l'aide du modèle d'équation d'estimation généralisée. Résultats: Chez les utilisateurs d’opioïdes, 52% en ont cessé la prise à un moment ou à un autre pendant la période de suivi. Après ajustement pour l'âge et le sexe, le PUO a prédit d’une manière significative l’intensité de la douleur ressentie en moyenne sur des périodes de 7 jours (p <0,001) ainsi que la qualité de vie physique (pQDV) dans le temps (p <0,001). Comparés aux non-utilisateurs, les utilisateurs persistants avaient des niveaux significativement plus élevés d'intensité de douleur et une moins bonne pQDV. Une interaction significative a été trouvée entre le PUO et le temps dans la prédiction de l’intensité de douleur ressentie à son maximum (p = 0,001), les utilisateurs persistants sont ceux rapportant les scores les plus élevés à travers le temps. Une interaction significative a aussi été observée entre le PUO et le type de douleur dans la prédiction de l'impact de la douleur dans diverses sphères de la vie quotidienne (p = 0,048) et de la mQDV (p = 0,042). Indépendamment du type de douleur, les utilisateurs persistants ont rapporté des scores plus élevés d'interférence de douleur ainsi qu’une moins bonne mQDV par rapport aux non-utilisateurs. Cependant, la magnitude de ces effets était de petite taille (d de Cohen <0,5), une observation qui remet en question la puissance et la signification clinique des différences observées entre ces groupes. Conclusion: Nos résultats contribuent à maintenir les doutes sur l'efficacité d’une thérapie à long terme à base d’opioïdes et remettent ainsi en question le rôle que peut jouer ce type de médicament dans l'arsenal thérapeutique pour la gestion de la DCNC.

Energy saving innovations, non-exhaustible sources of energy and long-run: what would happen if we run out of oil?

We formulate and solve a model of factor saving technological improvement considering three factors of production: labor, capital and energy. The productive activities have three main characteristics: first, in order to use capital goods firms need energy; second, there are two sources of energy: non-exhaustible and exhaustible; third, capital goods can be of different qualities and the quality of these goods can be changed along two dimensions -reducing the need of energy or changing the source of energy used in the production process. The economy goes through three stages of development after industrialization. In the first, firms make use of exhaustible energy and the e¢ ciency in the use of energy is constant. In the second stage, as the price of energy grows the e¢ ciency in its use is increased. In the third stage, the price of exhaustible sources is so high that firms have incentives to use non-exhaustible sources of energy. During this stage the price of energy is constant. In this set up, the end of the oil age has level effects on consumption and output but it does not cause the collapse of the economic system.

Energy Saving Innovations, Non-Exhaustible Sources of Energy and Long-Run: What Would Happen if we Run Out of Oil?

Se formula y resuelve un modelo de cambio tecnológico ahorrador de factores de producción que considera tres factores: capital, trabajo y energía. El modelo cuenta con características específicas con respecto a la interacción n entre la energía (la cual, de acuerdo a su fuente puede ser renovable y no renovable) y el capital. Una vez esta economía se ha definido, se supone que evoluciona en tres etapas luego de su industrialización, durante las cuales el carácter renovable o no renovable de la energía influye su precio relativo, eficiencia y afecta también el nivel agregado de consumo y producción de la economía, sin que esta evolución lleve al colapso del sistema económico.

Long-term follow-up of topical 5-aminolaevulinic acid photodynamic therapy diode laser single session for non-melanoma skin cancer

Photodynamic therapy (PDT) is based on the association of a light source and tight sensitive agents in order to cause the selective death of tumor cells. To evaluate topical 5-aminolaevulinic acid (5-ALA) and diode laser photodynamic single session therapy single session for non-melanoma skin cancer (NMSC), a long-term follow-up was performed. Nineteen Bowen`s disease (BD) and 15 basal cell. carcinoma (BCC) lesions were submitted to 6-h topical and occlusive 20% 5-ALA plus DMSO and EDTA, and later were exposed to 630 nm diode laser, 100 or 300 J cm(-2) dose. At 3 months tumor-free rate was 91.2% (31/34) whereas at 60 months, 57.7% (15/26), slightly higher in BCC (63.6%; 7/11). The relation between the reduction of the clinical response and the increase of tumor dimension observed at 18 months was lost at 60 months. The sBCC recurrence was earlier compared to the nBCC one. ALA-PDT offered important advantages: it is minimally invasive, an option for patients under risk of surgical complications; clinical feasibility; treatment of multiple lesions in only one session or lesions in poor heating sites and superior esthetical results. However, the recurrence rate increase after ALA-PDT diode laser single session can be observed at tong-term follow-up, and the repetitive sessions, an additional. advantage of the method, is strongly recommended. The clinical response and recurrence time seem to be related to the laser light dose and NMSC types/sub-types, thickness and dimension, which must be considered for the choice of the ALA-PDT. (C) 2009 Elsevier B.V. All rights reserved.

Non-labile plant C contributes to long-lasting macroaggregation of an Oxisol

Decomposition of plant material influences soil aggregation dynamics in ways that are still poorly understood, especially for Oxisols, in which oxides are believed to play a dominant role. In an incubation experiment, we investigated (i) the effect of plant material addition from selected monocot and dicot species on soil organic C (SOC), carbohydrate composition, fungal and total microbial biomass, and aggregation of an Oxisol; and (ii) the relationship among these properties and C mineralization patterns. The experiment was carried out at 25 °C for 180 d after addition of 11 plant materials (4 g C kg-1 soil) and a control (no plant material added). Mineralization of C during the incubation was described considering two pools of C (labile and non-labile) using a first-order plus linear fitting. Compared to the control, corn materials showed larger pentose input, greater mineralization rates for the non-labile C pool (k), greater soil pentose content (xylose + arabinose) and larger mean weight diameter of soil water-stable aggregates at 180 d of incubation. These effects were independent of changes in SOC content, suggesting that total C accrual and macroaggregation may be decoupled processes in this Oxisol. Our results support the hypothesis that the non-labile plant C pool contributes to the long-lasting stability of macroaggregates of this Oxisol and that this effect is mediated by plant and soil pentoses. We propose that plant pentose content and the decomposition rate of the slow pool (k) are useful parameters for the prediction of plant effects on aggregation dynamics of Oxisols and the selection of soil conservation practices. © 2012.

Different morphology, stage and treatment affect immune cell infiltration and long-term outcome in patients with non-small-cell lung carcinoma

Aims: Development of effective immune-based therapies for patients with non-small-cell lung carcinoma (NSCLC) depends on an accurate characterization of complex interactions that occur between immune cells and the tumour environment. Methods and results: Innate and adaptive immune responses were evaluated in relation to prognosis in 65 patients with surgically excised NSCLC. Immunohistochemistry and morphometry were used to determine the abundance and distribution of immune cells. We found low numbers of immune cells and levels of cytokines in the tumour environment when compared with surrounding parenchyma. Smoking was associated inversely with the adaptive immune response and directly with innate immunity. We observed a prominent adaptive immune response in squamous cell carcinomas (SCC) but greater innate immune responses in adenocarcinomas and large cell carcinomas. Cox model analysis showed a low risk of death for smoking <41 packs/year, N-0 tambour stage, squamous carcinoma, CD4(+) > 16.81% and macrophages/monocytes >4.5%. Collectively, the data indicate that in NSCLC there is not a substantive local immune cell infiltrate within the tumour. Conclusion: Although immune cell infiltration is limited in NSCLC it appears to have an impact on prognosis and this may be of relevance for new immunotherapeutic approaches.

Non-mean-field effects in systems with long-range forces in competition

We investigate the canonical equilibrium of systems with long-range forces in competition. These forces create a modulation in the interaction potential and modulated phases appear at the system scale. The structure of these phases differentiate this system from monotonic potentials, where only the mean-field and disordered phases exist. With increasing temperature, the system switches from one ordered phase to another through a first-order phase transition. Both mean-field and modulated phases may be stable, even at zero temperature, and the long-range nature of the interaction will lead to metastability characterized by extremely long time scales.

Long-term safety of intramuscular gene transfer of non-viral FGF1 for peripheral artery disease

Peripheral artery disease is a progressive disease. Primary ischemic leg symptoms are muscle fatigue, discomfort or pain during ambulation, known as intermittent claudication. The most severe manifestation of peripheral artery disease is critical limb ischemia (CLI). The long-term safety of gene therapy in peripheral artery disease remains unclear. This four center peripheral artery disease registry was designed to evaluate the long-term safety of the intramuscular non-viral fibroblast growth factor-1 (NV1FGF), a plasmid-based angiogenic gene for local expression of fibroblast growth factor-1 versus placebo in patients with peripheral artery disease who had been included in five different phase I and II trials. Here we report a 3-year follow-up in patients suffering from CLI or intermittent claudication. There were 93 evaluable patients, 72 of them in Fontaine stage IV (47 NV1FGF versus 25 placebo) and 21 patients in Fontaine stage IIb peripheral artery disease (15 NV1FGF versus 6 placebo). Safety parameters included rates of non-fatal myocardial infarction (MI), stroke, death, cancer, retinopathy and renal dysfunction. At 3 years, in 93 patients included this registry, there was no increase in retinopathy or renal dysfunction associated with delivery of this angiogenic factor. There was also no difference in the number of strokes, MI or deaths, respectively, for NV1FGF versus placebo. In the CLI group, new cancer occurred in two patients in the NV1FGF group. Conclusions that can be drawn from this relatively small patient group are limited because of the number of patients followed and can only be restricted to safety. Yet, data presented may be valuable concerning rates in cancer, retinopathy, MI or strokes following angiogenesis gene therapy in the absence of any long-term data in angiogenesis gene therapy. It may take several years until data from larger patient populations will become available.

Long-term clinical outcomes of biodegradable polymer biolimus-eluting stents versus durable polymer sirolimus-eluting stents in patients with coronary artery disease (LEADERS): 4 year follow-up of a randomised non-inferiority trial

Background The effectiveness of durable polymer drug-eluting stents comes at the expense of delayed arterial healing and subsequent late adverse events such as stent thrombosis (ST). We report the 4 year follow-up of an assessment of biodegradable polymer-based drug-eluting stents, which aim to improve safety by avoiding the persistent inflammatory stimulus of durable polymers. Methods We did a multicentre, assessor-masked, non-inferiority trial. Between Nov 27, 2006, and May 18, 2007, patients aged 18 years or older with coronary artery disease were randomly allocated with a computer-generated sequence to receive either biodegradable polymer biolimus-eluting stents (BES) or durable polymer sirolimus-eluting stents (SES; 1:1 ratio). The primary endpoint was a composite of cardiac death, myocardial infarction, or clinically-indicated target vessel revascularisation (TVR); patients were followed-up for 4 years. Analysis was by intention to treat. This trial is registered with ClinicalTrials.gov, number NCT00389220. Findings 1707 patients with 2472 lesions were randomly allocated to receive either biodegradable polymer BES (857 patients, 1257 lesions) or durable polymer SES (850 patients, 1215 lesions). At 4 years, biodegradable polymer BES were non-inferior to durable polymer SES for the primary endpoint: 160 (18·7%) patients versus 192 (22·6%) patients (rate ratios [RR] 0·81, 95% CI 0·66–1·00, p for non-inferiority <0·0001, p for superiority=0·050). The RR of definite ST was 0·62 (0·35–1·08, p=0·09), which was largely attributable to a lower risk of very late definite ST between years 1 and 4 in the BES group than in the SES group (RR 0·20, 95% CI 0·06–0·67, p=0·004). Conversely, the RR of definite ST during the first year was 0·99 (0·51–1·95; p=0·98) and the test for interaction between RR of definite ST and time was positive (pinteraction=0·017). We recorded an interaction with time for events associated with ST but not for other events. For primary endpoint events associated with ST, the RR was 0·86 (0·41–1·80) during the first year and 0·17 (0·04–0·78) during subsequent years (pinteraction=0·049). Interpretation Biodegradable polymer BES are non-inferior to durable polymer SES and, by reducing the risk of cardiac events associated with very late ST, might improve long-term clinical outcomes for up to 4 years compared with durable polymer SES. Funding Biosensors Europe SA, Switzerland.