Genetic clusters and sex-biased gene flow in a unicolonial Formica ant.

BACKGROUND: Animal societies are diverse, ranging from small family-based groups to extraordinarily large social networks in which many unrelated individuals interact. At the extreme of this continuum, some ant species form unicolonial populations in which workers and queens can move among multiple interconnected nests without eliciting aggression. Although unicoloniality has been mostly studied in invasive ants, it also occurs in some native non-invasive species. Unicoloniality is commonly associated with very high queen number, which may result in levels of relatedness among nestmates being so low as to raise the question of the maintenance of altruism by kin selection in such systems. However, the actual relatedness among cooperating individuals critically depends on effective dispersal and the ensuing pattern of genetic structuring. In order to better understand the evolution of unicoloniality in native non-invasive ants, we investigated the fine-scale population genetic structure and gene flow in three unicolonial populations of the wood ant F. paralugubris. RESULTS: The analysis of geo-referenced microsatellite genotypes and mitochondrial haplotypes revealed the presence of cryptic clusters of genetically-differentiated nests in the three populations of F. paralugubris. Because of this spatial genetic heterogeneity, members of the same clusters were moderately but significantly related. The comparison of nuclear (microsatellite) and mitochondrial differentiation indicated that effective gene flow was male-biased in all populations. CONCLUSION: The three unicolonial populations exhibited male-biased and mostly local gene flow. The high number of queens per nest, exchanges among neighbouring nests and restricted long-distance gene flow resulted in large clusters of genetically similar nests. The positive relatedness among clustermates suggests that kin selection may still contribute to the maintenance of altruism in unicolonial populations if competition occurs among clusters.

Chromosomal rearrangements and gene flow over time in an inter-specific hybrid zone of the Sorex araneus group.

Most hybrid zones have existed for hundreds or thousands of years but have generally been observed for only a short time period. Studies extending over periods long enough to track evolutionary changes in the zones or assess the ultimate outcome of hybridization are scarce. Here, we describe the evolution over time of the level of genetic isolation between two karyotypically different species of shrews (Sorex araneus and Sorex antinorii) at a hybrid zone located in the Swiss Alps. We first evaluated hybrid zone movement by contrasting patterns of gene flow and changes in cline parameters (centre and width) using 24 microsatellite loci, between two periods separated by 10 years apart. Additionally, we tested the role of chromosomal rearrangements on gene flow by analysing microsatellite loci located on both rearranged and common chromosomes to both species. We did not detect any movement of the hybrid zone during the period analysed, suggesting that the zone is a typical tension zone. However, the gene flow was significantly lower among the rearranged than the common chromosomes for the second period, whereas the difference was only marginally significant for the first period. This further supports the role of chromosomal rearrangements on gene flow between these taxa.

Ecologia del tram final del riu Ebre: la comunitat de macròfits i macroinvertebrats associats

Durant els últims anys al tram final del riu Ebre s’han produit canvis molt importants a l’ecosistema fluvial: l’augment de la transparència de l’aigua ha comportat una proliferació massiva de macròfits que ha provocat canvis en l’estructura tròfica i en la composició de les comunitats biològiques, representant un greu perill per espècies amenaçades com Margaritifera auricularia. A més del problema ecològic, els macròfits estan provocant molts problemes socio-econòmics perjudicant les captacions d’aigua (centrals nuclears, hidroelèctriques i regadius), creant problemes per a la navegació fluvial, i afavorint la proliferació d’espècies molestes com la mosca negra (Simulium erythrocephalum). Entre les diferents causes que podrien explicar aquests canvis en l’ecosistema hi ha: la disminució del fòsfor dissolt, la regularització i la disminució de cabals, i l’aparició d’espècies introduides com el musclo zebra. Segurament es tractarà d’un efecte combinat de les diferents causes però és necessari analitzar-les per tal de conèixer quines tenen més incidència i així, poder proposar mesures de gestió per als problemes ecològics que pateix el tram final de l’Ebre. Al present projecte de tesi (inclós en el projecte d’I+D: efectes de la millora de la qualitat de l'aigua i de l'alteració del règim de cabals sobre les comunitats biològiques del tram final del riu Ebre) s’estudiarà la comunitat de macròfits i macroinvertebrats associats per tal de determinar el paper que tenen en el canvis que s’han produit al riu durant els últims anys.

Loco-regional administration of anticancer agents : isolated lung perfusion with doxorubicin hypoxic abdominal stop-flow perfusion with gemcitabine

SUMMARY Regional drug delivery is an approach designed to improve the selectivity of anticancer chemotherapy. The advantage of regional treatments lies in increasing the drug concentration in the affected organ, while the rest of the organism is spared, thus improving efficacy and limiting treatment toxicity. The goal of this thesis was to assess the distribution throughout the body and the disposition (pharmacokinetics) of two anticancer agents, doxorubicin and gemcitabine, administered by two different regional administration modalities: isolated lung perfusion (ILP) for pulmonary metastases from soft tissue sarcomas and abdominal stop-flow hypoxic perfusion for advanced pancreatic cancers, respectively. For this purpose, two high-performance liquid chromatography methods were developed and validated. The first enabled the determination of doxorubicin in four different biological matrices: serum, reconstituted effluent, tissues with low levels of doxorubicin and tissues with high levels of doxorubicin. The second allows the analysis of gemcitabine and its principal metabolite dFdU in plasma. The administration of doxorubicin by ILP was studied in three preclinical studies (one on pigs and two on rats). It was first shown that, regardless of the administration mode, doxorubicin was not homogeneously distributed throughout the lung and that some regions remained out of reach. Secondly, it was demonstrated that doxorubicin did not adequately reach the tumours despite very high levels found in the lung. Finally, an attempt to enhance the doxorubicin tumoural uptake by pharmacologic modulation using two P-glycoprotein inhibitors, cyclosporin and valspodar, was unsuccessful. The last part of this work involves the administration of gemcitabine by abdominal stop-flow as a part of a phase I clinical trial in patients with advanced pancreatic disease or resistant malignant ascites. The study has demonstrated that the regional exposure to gemcitabine was increased while the exposure of the entire organism was similar to standard intravenous administrations. From a toxicological perspective, the procedure was rather well tolerated. However, even if no clinical response is expected from a phase I study, no hints of clinical responses were unfortunately observed. In conclusion, even if loco-regional therapies may afford the pharmacological advantage of increasing anticancer drug levels at the tumour site, further studies of these investigational treatment modalities are warranted to ascertain whether they can provide a significant improvement of the cancer therapy for patients, in terms of treatment tolerability, improved responses and survival rates. RÉSUMÉ L'administration locorégionale d'agents anticancéreux est une approche destinée à augmenter la sélectivité du traitement. L'avantage des traitements régionaux repose sur le fait que la concentration du médicament cytostatique est augmentée dans l'organe où est localisée la tumeur, alors que le reste de l'organisme est épargné, améliorant ainsi en théorie l'efficacité du traitement et en limitant sa toxicité. Le but de ce travail de thèse avait pour objectif de préciser, la pharmacocinétique au sein de l'organisme de deux agents anticancéreux, la doxorubicine et la gemcitabine, administrés par deux types de perfusions loco-régionales: la perfusion isolée du poumon (ILP) pour les métastases pulmonaires de sarcomes des tissus mous, et la perfusion hypoxique (stop-flow) abdominale pour les cancers avancés du pancréas. Dans cette optique, deux méthodes de chromatographie liquide à haute performance ont été développées et validées. La première permet le dosage de la doxorubicine dans quatre milieux biologiques: le sérum, l'effluent reconstitué, ainsi que des tissus contenant des concentrations faibles et élevées en doxorubicine. La seconde méthode permet le dosage dans le plasma de la gemcitabine et de son principal métabolite, le dFdU. L'administration de doxorubicine par ILP a été étudiée dans trois études précliniques (une chez le porc et deux chez le rat). Il a été montré, dans un premier temps, que la doxorubicine n'était pas distribuée de façon homogène au sein du poumon, quel que soit son mode d'administration. Dans un deuxième temps, il a été démontré que le médicament n'atteignait pas les tumeurs de façon adéquate, malgré des concentrations très élevées au sein du tissu pulmonaire. Finalement, une tentative d'augmenter la pénétration tumorale de la doxorubicine par une modulation pharmacologique de la P-glycoprotéine en utilisant la cyclosporine et le valspodar n'a pas abouti. La dernière partie de ce travail concernait l'administration de gemcitabine par stop-flow abdominal dans le cadre d'une étude clinique de phase I menée auprès de patients atteints de cancers avancés du pancréas ou d'ascites malignes réfractaires. Cette étude a démontré que l'exposition régionale à la gemcitabine était augmentée, alors que l'exposition de l'organisme était similaire à une administration de dose standard par voie intraveineuse. D'un point de vue toxicologique la procédure fut relativement bien tolérée. Cependant, même s'il n'est pas attendu de réponses cliniques dans une étude de phase I, aucun signe de réponse au traitement n'a pu être malheureusement observé. En conclusion, même si les thérapies loco-régionales présentent -en théorie- l'avantage pharmacologique d'augmenter les taux du médicaments anticancéreux sur le site de la tumeur, d'autres études précliniques et cliniques sont nécessaires pour démontrer que ces nouvelles modalités de traitement, de nature investigationelle à présent, apportent une réelle amélioration pour la prise en charge des patients cancéreux, en terme de tolérance au traitement et de l'augmentation des taux de réponses et de survie.

Qualité des statistiques de causes de décès: problèmes actuels et perspectives. [Quality of statistics on causes of death: current problems and perspectives].

Statistics of causes of death remain an important source of epidemiological data for the evaluation of various medical and health problems. The improvement of analytical techniques and, above all, the transformation of demographic and morbid structures of populations have prompted researchers in the field to give more importance to the quality of death certificates. After describing the data collection system presently used in Switzerland, the paper discusses various indirect estimations of the quality of Swiss data and reviews the corresponding international literature.

The Effect of Valsartan versus Non-RAAS Treatment on Autoregulation of Cerebral Blood Flow.

Background: Cerebral autoregulation (CA) is a protective mechanism which maintains the steadiness of the cerebral blood flow (CBF) through a broad range of systemic blood pressure (BP). Acute hypertension has been shown to reduce the cerebrovascular adaptation to BP variations. However, it is still unknown whether CA is impaired in chronic hypertension. This study evaluated whether a strict control of BP affects the CA in patients with chronic hypertension, and compared a valsartan-based regimen to a regimen not inhibiting the renin-angiotensin-aldosterone system (non-RAAS). Methods: Eighty untreated patients with isolated systolic hypertension were randomized to valsartan 320 mg or to a non-RAAS regimen during 6 months. The medication was upgraded to obtain BP <140/90 mm Hg. Continuous recordings of arterial BP and CBF velocity (transcranial Doppler) were performed during periods of 5 minutes, at rest, and at different levels of alveolar CO(2) pressure provided by respiratory maneuvers. The dominant frequency of CBF oscillations was determined for each patient. Dynamic CA was measured as the mean phase shift between BP and CBF by cross-spectral analysis in the medium frequency and in the dominant CBF frequency. Results: Mean ambulatory 24-hour BP fell from 144/87 to 127/79 mm Hg in the valsartan group and from 144/87 to 134/81 mm Hg in the non-RAAS group (p = 0.13). Both groups had a similar reduction in the central BP and in the carotido-femoral pulse wave velocity. The average phase shift between BP fluctuations and CBF response at rest was normal at randomization (1.82 ± 0.08 s), which is considered a preserved autoregulation and increased to 1.91 ± 0.12 s at the end of study (p = 0.45). The comparison of both treatments showed no significant difference (-0.01 ± 0.17 s vs. 0.16 ± 0.16 s, p = 0.45) for valsartan versus non-RAAS groups. The plasmatic level of glycosylated hemoglobin decreased in the valsartan arm compared to the non-RAAS arm (-0.23 ± 0.06 vs. -0.08 ± 0.07%, p = 0.07). Conclusions: In elderly hypertensive men with isolated chronic systolic hypertension, CA seems efficient at baseline and is not significantly affected by 6 months of BP-lowering treatment. This suggests that the preventive effects of BP medication against stroke are not mediated through a restoration of the CA.

Mutigrid preconditioner for nonconforming discretization of elliptic problems with jump coefficients

In this paper, we present a multigrid preconditioner for solving the linear system arising from the piecewise linear nonconforming Crouzeix-Raviart discretization of second order elliptic problems with jump coe fficients. The preconditioner uses the standard conforming subspaces as coarse spaces. Numerical tests show both robustness with respect to the jump in the coe fficient and near-optimality with respect to the number of degrees of freedom.

Schwarz methods for a preconditioned WOPSIP method for elliptic problems

We construct and analyze non-overlapping Schwarz methods for a preconditioned weakly over-penalized symmetric interior penalty (WOPSIP) method for elliptic problems.

No major impact of skin aging on the response of skin blood flow to a submaximal local thermal stimulus

La peau est sujette à un vieillissement intrinsèque (processus naturel et chronologique) et extrinsèque (processus induit par l'environnement et notamment les rayons UV). Plusieurs études ont montré que le vieillissement cutané s'accompagne d'une réduction de la densité capillaire au sein du derme et d'une dégradation de plusieurs protéines de la matrice extracellulaire. Cette atteinte morphologique est associée à une diminution de la capacité vasodilatatrice maximale de la microcirculation dermique et en particulier, de la réponse maximale du flux sanguin cutané à un échauffement local de la surface cutanée à des températures avoisinant les 43-44°C. Cette réponse, appelée hyperémie locale induite par la chaleur (local thermal hyperemia), est facilement mesurable par des investigations non invasives, telles que le laser Doppler. Nous avons entrepris cette étude afin d'investiguer les effets de l'âge sur la réactivité de la microcirculation dermique dans des zones cutanées exposées différemment aux rayons UV. Pour ce faire, nous avons étudié, chez des patients jeunes (18 à 30 ans, n=13) et des patients âgés (> 60 ans, n=13), la vasodilatation cutanée induite par réchauffement local de la peau, au niveau de 3 sites anatomiques différents (la cuisse, l'avant- bras et le front). Les mesures ont été effectuées au moyen d'un laser Doppler. Pour chaque sujet et chaque site, la température cutanée fut tout d'abord amenée à 34°C par 2 corps de chauffe (A et B), disposés de manière adjacente sur la peau. La température fut ensuite augmentée à 39°C (corps de chauffe A) et à 41°C (corps de chauffe B) pour une durée de 30 minutes, dans l'optique d'induire une vasodilatation sous- maximale. Ensuite, la température fut augmentée à 43 °C (corps de chauffe A et B) pour 15 minutes supplémentaires. Enfin, la vasodilatation maximale a été induite par un échauffement local à 44°C pour 15 minutes supplémentaires (corps de chauffe A et B). L'enregistrement séquentiel du flux sanguin cutané, effectué chaque minute par laser Doppler imager, donne des images sur lesquelles peut être calculé le flux sanguin cutané (unités de perfusion, PU). Par la suite, nous avons calculé les conductances vasculaires cutanées (CVC), en divisant le flux sanguin (PU) par la tension artérielle moyenne (mmHg), afin de permettre une normalisation entre les différents sujets. Les CVC, évaluées au temps de départ (température 34°C) et après vasodilatation maximale (température 44°C), étaient plus hautes au niveau du front qu'au niveau des 2 autres sites anatomiques. Sur les 3 sites, la CVC maximale (température 44°C) diminuait avec l'âge mais de façon moins importante au niveau du front, en comparaison avec les 2 autres sites. La réponse aux températures sous-maximales (température 39 et 41°C), exprimée en pourcentage de la CVC maximale, ne variait pas avec l'âge ni en fonction du site anatomique étudié. En conclusion, cette étude est la première à étudier simultanément l'hyperémie locale induite par la chaleur sur 3 sites ayant une exposition différente aux rayons UV. Le processus utilisé (laser Doppler imager) est également unique dans la littérature concernant les altérations de la microcirculation cutanée en lien avec l'âge. Cette étude confirme ainsi que le vieillissement cutané intrinsèque et/ou extrinsèque réduit la capacité vasodilatatrice maximale de la microcirculation dermique. Par contre, la réactivité à réchauffement local à des températures moindres ne semble pas être affectée.

Evaluation of Giardia duodenalis viability after metronidazole treatment by flow cytometry

Giardia duodenalis (syn. lamblia; syn. intestinalis) susceptibility testing is not routinely performed because the classical culture methods are very time-consuming and laborious. We developed a novel flow cytometry (FC) assay to evaluate the susceptibility of G. duodenalis trophozoites to metronidazole (MTZ). Different concentrations of MTZ were added to cultures of trophozoites (10 5 /mL) and the cultures were incubated for different periods. The 50% inhibitory concentration was calculated and propidium iodide (PI) was used to quantify the number of dead cells. After treatment, PI-positive trophozoites increased with increasing drug concentration and exposure time. An excellent correlation was found between FC and the classical method. A novel, accurate and reliable method is now available to evaluate G. duodenalis viability.

A note on discrete claims problems

In this note, we consider claims problems with indivisible goods. Specifically, by applying recursively the P-rights lower bound (Jiménez-Gómez and Marco-Gil (2008)), we ensure the fulfillment of Weak Order Preservation, considered by many authors as a minimal requirement of fairness. Moreover, we retrieve the Discrete Constrained Equal Losses and the Discrete Constrained Equal Awards rules (Herrero and Martíınez (2008)). Finally, by the recursive double imposition of a lower and an upper bound, we obtain the average between them. Keywords: Claims problems, Indivisibilities, Order Preservation, Constrained Egalitarian rules, Midpoint. JEL classification: C71, D63, D71.