The role of phylogeny in the spatial distributions and assembly of mountain plant communities.

A major challenge in community ecology is a thorough understanding of the processes that govern the assembly and composition of communities in time and space. The growing threat of climate change to the vascular plant biodiversity of fragile ecosystems such as mountains has made it equally imperative to develop comprehensive methodologies to provide insights into how communities are assembled. In this perspective, the primary objective of this PhD thesis is to contribute to the theoretical and methodological development of community ecology, by proposing new solutions to better detect the ecological and evolutionary processes that govern community assembly. As phylogenetic trees provide by far, the most advanced tools to integrate the spatial, ecological and evolutionary dynamics of plant communities, they represent the cornerstone on which this work was based. In this thesis, I proposed new solutions to: (i) reveal trends in community assembly on phylogenies, depicted by the transition of signals at the nodes of the different species and lineages responsible for community assembly, (ii) contribute to evidence the importance of evolutionarily labile traits in the distribution of mountain plant species. More precisely, I demonstrated that phylogenetic and functional compositional turnover in plant communities was driven by climate and human land use gradients mostly influenced by evolutionarily labile traits, (iii) predict and spatially project the phylogenetic structure of communities using species distribution models, to identify the potential distribution of phylogenetic diversity, as well as areas of high evolutionary potential along elevation. The altitudinal setting of the Diablerets mountains (Switzerland) provided an appropriate model for this study. The elevation gradient served as a compression of large latitudinal variations similar to a collection of islands within a single area, and allowed investigations on a large number of plant communities. Overall, this thesis highlights that stochastic and deterministic environmental filtering processes mainly influence the phylogenetic structure of plant communities in mountainous areas. Negative density-dependent processes implied through patterns of phylogenetic overdispersion were only detected at the local scale, whereas environmental filtering implied through phylogenetic clustering was observed at both the regional and local scale. Finally, the integration of indices of phylogenetic community ecology with species distribution models revealed the prospects of providing novel and insightful explanations on the potential distribution of phylogenetic biodiversity in high mountain areas. These results generally demonstrate the usefulness of phylogenies in inferring assembly processes, and are worth considering in the theoretical and methodological development of tools to better understand phylogenetic community structure.

Amoeba-resisting Chlamydiales present in domestic drinking water and their potential role in pneumonia

Chlamydia-related bacteria classified in the Chlamydiales order, are strictly intracellular bacteria and are able for the most to replicate in free-living amoebae. Amoebae, ubiquitous in the environment and especially in water, are very resistant to disinfection used in drinking water production. Thus, amoebae may reach easily the distribution and domestic water system, potentially sheltering amoeba-resisting bacteria including Legionella, mycobacteria and Chlamydiales. Indeed, some of these amoeba-resisting bacteria have been shown to cause respiratory infections in people inhaling contaminated water. Therefore, an environmental and clinical study was conducted to determine if Chlamydiales bacteria are also involved in respiratory infections and if a transmission through domestic drinking water could occur. First, large scale molecular and serological tools specific of Chlamydia-related bacteria were developed and then were applied on clinical samples from patients with and without pneumonia. Simultaneously, water and biofilm samples from households of the same patients were investigated using molecular and culture methods for the presence of Chlamydiales bacteria. Chlamydiales were detected in the nasopharyngeal flora from patients with and without pneumonia. However, no significant difference was observed between both groups. Conversely, serological investigations showed that antibody reactivity against members of the Criblamydiaceae was associated with pneumonia. The thesis provided very efficient tools that showed the presence of Chlamydiales in human nasopharyngeal flora as well as in the majority of the domestic drinking water. However, no transmission from domestic drinking water to human could be demonstrated. These tools will help in the future specifying the ecology and pathogenicity of the Chlamydia-re\ated bacteria and especially of the species belonging to the Criblamydiaceae family.

Retinal degeneration progression changes lentiviral vector cell targeting in the retina

Ce travail de thèse a été réalisé au sein de l'Unité de Thérapie Génique et Biologie des Cellules Souches de l'Hôpital Jules- Gonin dans le Service d'Ophtalmologie de l'Université de Lausanne. Ce laboratoire recherche des solutions thérapeutiques pour des maladies dégénératives et incurables de la rétine comme les rétinites pigmentaires (RP). Ayant déjà montré certains résultats dans le domaine, la thérapie génique a été notre outil pour ce travail. Cette méthode se base sur le principe de remplacer un gène déficient par sa copie normale, en transportant celle-ci au coeur même du noyau par un vecteur. Il existe à l'heure actuelle différents vecteurs. Un des plus efficaces est un vecteur viral non-réplicatif : le lentivirus, dérivé de HIV-1. Celui-ci a la capacité d'intégrer le génome de la cellule cible, lui conférant ainsi un nouveau matériel génétique. Notre but a été d'établir le tropisme du lentivirus dans une rétine en dégénérescence. Ce lentivirus est connu pour transduire efficacement les cellules de l'épithélium pigmentaire rétinien dans l'oeil adulte sain, ainsi que celles de la neurorétine, mais ce, uniquement durant le développement. On sait aussi que le vecteur lentiviral présente un tropisme différent selon les enveloppes dont il est muni ; par exemple, le lentivirus avec une enveloppe Mokola est connu pour transduire les cellules gliales du système nerveux central. La rétine qui dégénère montre quant à elle des changements de sa structure qui pourraient influencer la diffusion du vecteur et/ou son tropisme. Le postulat de base a été le suivant : chez l'adulte, la transduction des neurones de la rétine via le lentivirus pourrait être facilitée par l'altération de la membrane limitante externe induite par la dégénérescence (meilleure pénétrance du virus). D'un point de vue technique, nous avons utilisé deux types distincts de modèles murins de dégénérescence rétinienne : des souris Balb/C soumises à une dose toxique de lumière et les souris Rhodopsin knockout, animaux génétiquement modifiés. Comme vecteur viral, nous avons employé deux différents pseudotypes de lentivirus (caractérisés par les enveloppes virales) avec différents promoteurs (séquence d'ADN qui initie la transduction et confère la spécificité d'expression d'un gène). En changeant l'enveloppe et le promoteur, nous avons essayé de trouver la meilleure combinaison pour augmenter l'affinité du vecteur vis-à-vis des photorécepteurs d'abord, puis vis-à-vis d'autres cellules de la rétine. Nos résultats ont montré que la membrane limitante externe est effectivement altérée chez les deux modèles de dégénérescence, mais que cette modification ne favorise pas la transduction des photorécepteurs lorsqu'on utilise un vecteur lentiviral contenant une enveloppe VSVG et un promoteur photorécepteur-spécifique ou ubiquitaire. En effet, une forte réaction gliale a été observée. Par contre, en utilisant le lentivirus avec une enveloppe Mokola et un promoteur ubiquitaire, nous avons constaté une très bonne transduction au niveau des cellules de Millier dans la rétine en dégénérescence, phénomène non observé chez les souris sauvages. Ce travail a donc permis de trouver un vecteur viral efficace pour atteindre et transduire les cellules de Miiller, ceci seulement pendant la dégénérescence de la rétine. Ces cellules, une fois transduites, pourraient être utilisées pour sécréter dans la rétine des agents thérapeutiques tels que des facteurs neurotrophiques pour soutenir la survie des photorécepteurs ou des facteurs anti-angiogéniques pour prévenir la néo-vascularisation lors de diabète ou de dégénérescence maculaire liée à l'âge. - In normal mice, the lentiviral vector (LV) is very efficient to target the RPE cells, but transduces retinal neurons well only during development. In the present study, the tropism of LV has been investigated in the degenerating retina of mice, knowing that the retina structure changes during degeneration. We postulated that the viral transduction would be increased by the alteration of the iuter limiting membrane (OLM). Two different LV pseudotypes were tested using the VSVG arid the Mokola envelopes, as well as two animal models of retinal degeneration: light-damaged Balb-C and Rhodopsin knockout (Rho-/-) mice. After light damage, the OLM is altered and no significant increase of the number of transduced photoreceptors can be obtained with a LV-VSVG-Rhop-GFP vector. In the Rho-/- mice, an altération of the OLM was also observed, but the possibility of transducing photoreceptors was decreased, probably by ongoing gliosis. The use of a ubiquitous promoter allows better photoreceptor transduction, suggesting that photoreceptór-specific promoter activity change during late stages of photoreceptor degeneration. However, the number of targeted photoreceptors remains low. In contrast, LV pseudotyped with the tfokola envelope allows a wide dispersion of the ctor into the retina (corresponding to the injection bleb) with preferential targeting of Muller cells, a situation Mc\ does ot occur in the wild- type retina. Mokola-pseudotyped lentiviral vectors may serve to engineer these glial cells to deliver secreted therapeutic factors to a diseased area of the retina.

Molecular mechanisms of insulin exocytosis role of small monomeric GTP-ASES

SUMMARYInsulin secretion from pancreatic beta-cells is a fundamental condition for the maintenance of blood glucose levels. During the last decades, important components of the molecular machinery controlling hormone release have been characterized. My PhD thesis was dedicated to the study of new signaling pathways regulating insulin exocytosis and in particular to the role of small monomelic guanine triphosphatase or GTPases controlling the last events of hormone release.The first part of my thesis focused on Ras-like (Ral) RalA and RalB proteins. We investigated the mechanisms leading to activation of Ral proteins in pancreatic beta-cells and analyzed their impact on different steps of the insulin-secretory process. Our results have shown that RalA is the predominant isoform expressed in pancreatic islets and insulin-secreting cell lines. Silencing of this GTPase in INS-IE cells by RNA interference led to a decrease in secretagogue-induced hormone release. The activation of the GTPase, followed by FRET imaging, is triggered by increases in intracellular Ca and cAMP. Defective insulin release in cells lacking RalA is associated with a decrease in the secretory granules docked at the plasma membrane, detected by TIRF microscopy and with strong impairment in PLD1 activation in response to secretagogues. RalA was found to be activated by the exchange factor RalGDS, which regulates hormone secretion induced by secretagogues and the docking step of insulin-containing granules at the plasma membrane. In the second part of this work we have shown that a member of the Rab family, Rab37, is present on insulin-containing secretory granules of pancreatic beta-cells. In addition, our experiments have suggested that Rab37 is required to obtain an optimal insulin secretory response induced by secretogogues and is important for the docking step of insulin-containing granules at the plasma membrane.

Evolutionary forces affect multigenomic arbuscular mycorhizal fungi : an experimental approach using Glomus intraradices

Abstract Arbuscular Mycorhizal Fungi (AMF) are important plant symbionts that can improve floristic diversity and ecosystem productivity. These important fungi are obligate biotrophs and form symbioses with roots of the majority of plant species, improving plant nutrient acquisition in exchange of photosynthates. AM fungi are successful both ecologically as they occupy a very large spectrum of environments as well as host range and evolutionarily, as this symbiosis is over 400 million years old. These fungi grow and reproduce clonally by hyphae and multinucleate spores. AMF are coenocytic and recent work has shown that they harbor genetically different nuclei and that AMF populations are genetically diverse. How AMF species diversity is maintained has been addressed theoretically and experimentally at the community level. Much less attention has been drawn to understand how genetic diversity is maintained within populations although closely related individuals are more likely to compete for the same resources and occupy similar niches. How infra-individual genetic diversity is shaped and maintained has received even less attention. In Chapter 2, we show that individuals from a field population may differ in their symbiotic efficiency under reduced phosphate availability: We show there is genetic variation in an AMF field population for fitness-related growth traits in response to different phosphate availability acid host species. Furthermore, AFLP fingerprints of the same individuals growing in contrasting environments diverged suggesting that the composition in nuclei of AMF is dynamical and affected by environmental factors. Thus environmental heterogeneity is likely to play an important role for the maintenance of genetic diversity at the population level. In Chapter 3 we show that single spores do not inherit necessarily the same genetic material. We have found genetic divergences using two different types of molecular marker, as well as phenotypic divergences among single spore lines. Our results stress the importance of considering these organisms as a multilevel hierarchical system and of better knowing their life cycle. They have important consequences for the understanding of AMF genetics, ecology and the development of commercial AMF inocculum. Résumé Les champignons endomycorhiziens arbusculaires (CEA) sont d'importants symbiontes pour les plantes, car ils augmentent la diversité et la productivité des écosystèmes. Ces importants symbiontes sont des biotrophes obligatoires et forment une symbiose avec la plupart des plantes terrestres. Ils améliorent l'acquisition de substances nutritives de leurs hôtes en échange de sucres obtenus par photosynthèse. Ces champignons ont un grand succès écologique, ils colonisent une grande rangée d'environnements ainsi que d'hôtes. Ils ont aussi un succès évolutif certain de part le fait que cette symbiose existe depuis plus de 400 millions d'années. Les CEA sont asexués et croissent clonalement en formant des hyphes et des spores multinuclées. Les CEA sont des coenocytes et des travaux de recherche récents ont montré qu'ils possèdent des noyaux génétiquement différents. D'autres travaux ont aussi révélé que les populations de CEA sont génétiquement diversifiées. Comment la diversité des CEA est maintenue a seulement été adressée par des études théoriques et expérimentalement au niveau des communautés. Très peu d'attention a été portée sur le maintien de la diversité génétique infra et inter populationnelle, or ce sont les individus les plus proches génétiquement qui vont entrer en compétition pour des ressources et niches similaires. La formation et le maintien de la diversité intra-individu des CEA a reçu très peu d'attention. Dans le chapitre 2, nous montrons que des individus CEA d'un même champ différent dans leur efficacité symbiotique lorsque la concentration en phosphoré est réduite. Nous montrons qu'il existe de la variance génétique dans une population de CEA provenant d'un même champ en réponse à différentes concentrations de phosphore, ainsi qu'en réponse à différentes espèces d'hôtes, et ceci pour des traits de croissance vraisemblablement liés au succès reproducteur. De plus grâce à des AFLP nous avons pu montrer que le génome de ces individus subissent des changements lorsqu'ils croissent dans des environnements contrastés. Ceci suggère que les noyaux génétiquement différents des CEA sont des entités dynamiques. Il est fort probable que l'hétérogénéité environnementale joue un rôle dans le maintien de la diversité génétique des populations de CEA. Dans le chapitre 3, nous montrons que toutes les spores d'un même mycélium parental de CEA ne reçoivent pas exactement le même contenu génétique. Nous avons mis en évidence des divergences entre des Lignées monosporales en utilisant deux types de marqueur moléculaires, ainsi que des différences phénotypiques. Nos résutats soulignent l'importance de considézer ces organismes comme dés systëmes hiérarchiques mufti-niveaux, ainsi que de mieux connaître leur cycle de vie. Nos résultats ont d'importantes conséquences pour la compréhension du système génétique des CEA, ainsi que de leur évolution, leur écológie, mais également des conséquences pour la production d' inoccultim commercial.

La Manie épistolaire : d'une analyse textuelle à une poétique des lettres asilaires conservées à la Collection de l'Art Brut

Relevant globalement de l'analyse de discours, cette thèse se propose en deux temps (questions de méthode, puis analyses) d'étudier dans le détail et d'interpréter des lettres asilaires initialement gardées au sein d'archives médicales de différents hôpitaux psychiatriques de Suisse romande et désormais conservées à la Collection de l'Art Brut, à Lausanne. Ce transfert institutionnel noue le problème central posé par le corpus recueilli : quelle lecture accorder à ces productions qui, dans ces conditions, semblent échapper à toute catégorisation générique a priori ou, en reformulant l'interrogation, en quoi est-ce que les oeuvres d'art brut dépassent-elles leur statut de documents cliniques? Pour répondre à cette ample question, il faut une théorie du langage qui conceptualise des modalités de réception. En l'occurrence, les textes retenus sont abordés à partir de la théorie de Yénonciation, élaborée au moins depuis Emile Benveniste, qui implique de saisir le langage non à partir de la perspective de l'interprété mais depuis celle de l'interprétant.¦Une fois ce fondement énonciatif posé, de nombreux problèmes peuvent être posés et permettent d'architecturer le travail. L'énonciation installe en premier lieu l'univers du discours, qui implique de tenir globalement compte du primat de l'interdiscursivité, autant dans le geste raisonné de constitution du corpus que dans la conduite de son interprétation. En l'occurrence, la thématique de la folie est ici centrale : les production retenues ont en effet d'abord fait l'objet du diagnostic psychiatrique et y ont eu valeur de symptômes ; elles ont ensuite intégré les rangs de la Collection de l'Art Brut, dont les principaux artisans (Jean Dubuffet et Michel Thévoz en tête) ont beaucoup insisté sur le renouvellement du regard à apporter sur la folie, celle-ci y étant considérée pour ses vertus créatrices et contestatrices.¦Le cadrage (doublement) dialogique du corpus implique à grands traits de lier la folie et le langage ou, plus spécifiquement, de faire de la folie non plus une pathologie mais un problème de (théorie du) langage. Pour conceptualiser ce passage, les notions de manie et de manière (Dessons) sont primordiales. La première est dotée d'une mémoire psychiatrique et fait de la folie une maladie mentale dont souffre un individu doté de son empirie et d'une psycho-biologie. La seconde, en revanche, est énonciative et concerne la subjectivation d'un langage, si spécifique qu'il implique de sortir des catégories linguistiques conventionnelles pour le désigner et le décrire, inaptes à le rationaliser. La manière rejoint donc la folie parce qu'elle rend, littéralement, fou (elle déstabilise nos grilles préformatées de lecture). En ce sens, elle implique, dans le discours, de passer d'une énonciation qui n'est pas une simple interlocution (où le langage permet à un sujet de communiquer à propos de quelque chose à un autre sujet) à une énonciation dont la réception fait problème.¦Pour saisir cette énonciation dans le discours, il importe de se débarrasser d'une rhétorique des genres pour passer, radicalement, à une poétique de Γénonciation. La rhétorique ne peut appréhender la spécificité des textes retenus ou, autrement dit, leur mode propre de signifier, pour plusieurs raisons : elle se centre sur les effets provoqués par le discours sur un « auditoire » en vue de certaines visées préalables, elle instrumentalise le langage à des fins uniquement communicatives, elle repose sur un réalisme linguistique (le rapport presque naturel entre le signifiant et le concept qu'il est censé transcrire de façon transparente), elle n'a pas de théorie du sujet (sinon un bien trop flou « locuteur »).¦Une poétique de l'énonciation offre « au contraire » (l'opposition est caricaturale ici) l'avantage de traiter dans le discours d'une énonciation qui n'est pas pensée à partir de modèles collectifs (genres, signe linguistique, ...). Dans ce dernier cas, l'appréhension du discours ne peut considérer que des variations (quand ce n'est pas des « déviances » ou des symptômes) internes à tel ou tel modèle générique, pas remis en cause comme tel. En somme, une poétique renverse la pensée du langage : elle ne l'appréhende plus à partir de catégories qui lui sont externes, mais s'intéresse à des « procédés » indésignables a priori, ou, plus globalement, à un mode spécifique de signifier, c'est-à-dire qu'il ne « fait sens » que pour un seul langage - et pas un autre.¦Le langage est alors si subjectivé qu'il confond son statut d'objet avec celui de sujet. Pour preuve, on ne le désigne plus dans le discours à partir d'une catégorie sociale générique (« c'est une lettre »), mais à partir d'un « nom d'auteur » ou, plus spécifiquement, une manière (« c'est un Aloïse », par exemple pour le cas d'une oeuvre apparentée à l'art brut), sujet théorique de l'énonciation artistique. Cette forme-sujet, comme la nommait Henri Meschonnic dans sa théorie dite du poème, se reconnaît dans l'unité (sémantique) du texte et ouvre dans le discours à un système-sujet d'organisation identifiable à l'échelle élargie d'une oeuvre. Elle permet d'inscrire pleinement la démarche dans le cadre englobant non seulement de l'analyse du discours mais aussi d'une anthropologie linguistique.¦En somme, l'objet au centre de nos préoccupations fait de ce passage (d'une rhétorique à une poétique) un problème épistémologique. Les oeuvres d'art brut impliquent de passer d'une discursivité à une autre, d'une folie psychiatrique à une folie artistique, déplaçant la folie dans le champ social. Le langage dessine bel et bien la société. Ce travail permet finalement de comprendre la contribution du langage à la construction des réalités sociales, dans l'élaboration du sens qui s'y fabrique. Son orientation herméneutique aboutit à identifier une nouvelle figure de l'altérité, inscrite au sein même de la pensée linguistique.

The zebrafish is an animal model in ophthalmic diseases : Fleck corneal dystrophy and Schorderet-Munier syndrome

RAPPORT DE SYNTHÈSE : Pip5k3 : Pip5k3 is a kinase responsible for fleck corneal dystrophy when mutated. It is a well conserved gene that has only been characterized in human and mouse. Characterization of pip5k3 in zebrafish was necessary before using it as a model. The protein is 70 % similar to the human homologue. The full coding sequence encompasses 6303 by and presented four isoforms. They were differentially expressed during development. All the analyzed organs of the adult zebrafish expressed pip5k3. The adult eye expressed pip5k3 in the cornea, lens, ganglion cell layer (GCL), inner nuclear layer (INL) and outer limiting membrane (OLM). During development, pip5k3 was first uniformly expressed before to be restricted to the head region and to the somites. The expression of pip5k3 in the cornea of the larval eye could make possible the study of fleck corneal dystrophy on this animal. NkxS-3 : NKXS-3 is a transcription factor responsible for a new oculo-auricular syndrome in human when mutated. This recessive disorder is characterized by defects in ear lobule and multiple defects in eye, including microphthalmia and cataract. During development, the zebrafish expressed nkx5-3 in the lens, in the anterior retina and in otic vesicles. Knockdown experiments partially phenocopied the human disease. Microphthalmia and cataract were reproduced, but zebrafish showed also defects in the cartilage of the jaw associated with a microcephaly and fins abnormalities. The retinal cell differentiation was delayed, possibly linked with the delayed expression of at`h5 and crx also observed in morphants. Shh, a regulator of ath5, was normally expressed in morphant. Overexpression of nkx5-3 lead to an anophthalmia, suggesting a role at the early organogenesis of the eye. All the phenotypes observed in morphants and embryos overexpressing nkx5-3 suggest a potential involvement of the FGF and hedgehog signaling pathways.

Evaluation de l'activité fonctionnelle des membres supérieurs chez des patients atteints de maladies neuromusculaires par mesures cinématiques (Physilog®)

Contexte :¦Les affections neuromusculaires sont des maladies rares, le plus souvent d'origine génétique et dont le degré de sévérité est variable. Certaines sont progressives et conduisent à une perte de l'indépendance motrice et à une insuffisance respiratoire, tandis que d'autres permettent une vie proche de la normale.¦Les progrès des connaissances en génétique moléculaire ont permis d'améliorer significativement la connaissance des mécanismes physiopathologiques de ces maladies et ont également ouverts la voie à de nouvelles possibilités thérapeutiques. Concernant les maladies les plus graves, le but premier de ces thérapies sera de tenter de préserver la marche indépendante le plus longtemps possible. Toutefois, les patients ayant déjà perdu la marche et qui dépendent de la fonction de leur membres supérieurs pour garder une certaine indépendance devront également pouvoir être inclus dans des essais thérapeutiques et bénéficier des traitements reconnus efficaces.¦De nouveaux moyens de mesure de la fonction motrice des membres supérieurs doivent être développés non seulement dans la perspective de ces éventuels essais thérapeutiques pour ces patients limités à la chaise roulante, mais également dans le but de pouvoir évaluer plus précisément l'histoire naturelle des maladies même après la perte de la marche indépendante.¦Objectifs:¦Evaluer la fonction motrice des membres supérieurs chez des patients myopathes ayant perdu la marche indépendante par mesure cinématique.¦Méthode :¦Mesure de l'activité des membres supérieurs et le profil de cette activité par mesure cinématique (Physilog) chez:¦-Vingt-cinq patients atteints d'une myopathie en chaise roulante.¦-Vingt-cinq sujets contrôle assis¦Ces mesures seront comparées aux scores obtenus à l'échelle de Mesure de Fonction Motrice (Bérard et al, 2005) et plus précisément à l'axe D3 de cette échelle qui évalue les fonctions distales.¦Les patients seront vus à deux reprises pour une période de deux fois deux heures pendant laquelle ils porteront le Physilog. Il leur sera demandé d'effectuer une série d'exercices afin d'évaluer la fonction motrice des membres supérieurs (manger un yaourt avec une cuillère, verser un verre d'eau et le boire, se toucher selon les possibilités la tête, le front, la bouche, le cou, jouer à la console Wii) Le score de Brooke sera également testé. Chaque exercice sera répété plusieurs fois afin de d'assurer de la qualité des résultats.¦Système portable Physilog :¦Physilog est un système de mesure ambulatoire. La version utilisée dans cette étude est composée de 2 capteurs miniatures et d'une unité numérique portable légère (~215 g), qui filtre, amplifie et sauvegarde les signaux fournis par les capteurs sur une carte mémoire (Physilog-BioAGM, CH).¦Afin de pouvoir enregistrer l'activité des deux membres supérieurs, deux appareils Physilog (4 capteurs) seront utilisés par patient. Deux capteurs seront fixés sur chaque membre supérieur. Les capteurs sont fixés sur la peau à l'aide d'une bande autocollante.¦Les capteurs mis au point par le LMAM (laboratoire de mesure et d'analyse du mouvement) mesurent la rotation angulaire et l'accélération au niveau des membres supérieurs. L'algorithme utilisé dans cette étude a été développé dans le laboratoire LMAM à l'EPFL et a fait l'objet d'une thèse.¦Résultats escomptés :¦Les résultats de l'étude pilote montrent que le Physilog permet de quantifier de manière fiable et reproductible la fonction des membres supérieurs durant des activités courantes de la vie quotidienne et pourrait donc devenir un moyen d'évaluation fiable des nouveaux traitements.

MACROPHAGES FROM CROHN'S DISEASE PATIENTS EXHIBIT DEFICIENT REPAIR FUNCTIONS

AbstractBackground: Mucosal healing is becoming a major goal in the treatment of Crohn's disease. It has been previously reported that myeloid cells induce mucosal healing in a mouse model of acute colitis. The aim in this study is to investigate the pro-repair function of myeloid cells in healthy donors (HD) and Crohn's disease patients (CD).Methods: Peripheral blood mononuclear cells (PBMC) from HD and CD patients were isolated from blood samples and tested either directly or after differentiation ex-vivo into macrophages (Μφ). Intestinal macrophages (IMACs) were isolated from the bowel mucosa of patients undergoing intestinal surgical resections. Through an in vitro wound healing assay the repairing ability of these various human myeloid cells and the mechanisms responsible of wound healing were evaluated.Results: PBMC and myeloid CD14+ cells from HD and CD were not able to repair at any tested cell concentration. Μφ from HD and ulcerative colitis (UC) patients were able to induce wound healing and this capacity was partially mediated by Hepatocyte Growth Factor (HGF). Remarkably, CD Μφ were unable to promote wound healing and produced lower levels of HGF as compared to Μφ from HD or UC patients. In particular, Μφ from CD in active phase (ACD) exhibited the weakest repair function, but this defect was rescued if rh- GM-CSF was added during the differentiation of PBMCs. Interestingly, IMACs from HD promoted wound healing and produced HGF.Conclusion: We demonstrated that CD Μφ, unlike HD or UC Μφ, were defective in promoting wound healing, in particular if coming from an ACD. This deficient pro-repair function was related to a lower production of HGF. IMACs from HD colonic mucosa induced wound healing, confirming the results obtained with Μφ. Our results are in keeping with the current theory of CD as an innate immunodeficiency. In this context, Μφ may be responsible for the mucosal repair defects observed in CD patients and for the subsequent chronic activation of the adaptive immune response.

Canine distemper virus : persistence and pathology in the central nervous system

Résumé : Le virus de la maladie de Carré (en anglais: canine distemper virus, CDV) qui est pathogène pour les chiens et autres carnivores, est très semblable au virus de la rougeole humaine (en anglais MV). Ces deux virus font partie du genre des Morbillivirus qui appartient à la famille des Paramyxoviridae. Ils induisent des complications dans le système nerveux central (SNC). Au stade précoce et aigu de l'infection du SNC, le CDV induit une démyélinisation (1). Ce stade évolue dans certains cas vers une infection chronique avec progression de la démyélinisation. Pendant le stade précoce, qui suit en général de trois semaines les premiers symptômes, le processus de démyélinisation est associé à la réplication du virus et n'est pas considéré comme inflammatoire (1). Par contre, au stade chronique, la progression des plaques de démyélinisation semble être plutôt liée à des processus immunogènes caractéristiques (2), retrouvés également dans la sclérose en plaques (SEP) chez les humains. Pour cette raison, le CDV est considéré comme un modèle pour la SEP humaine et aussi pour l'étude des maladies et complications induites par les Morbillivirus en général (3). Dans notre laboratoire, nous avons utilisé la souche A75/17-CDV, qui est considérée comme le modèle des souches neurovirulentes de CDV. Nous avons cherché en premier lieu à établir un système robuste pour infecter des cultures neuronales avec le CDV. Nous avons choisi les cultures primaires de l'hippocampe du nouveau-né de rat (4), que nous avons ensuite infecté avec une version modifiée du A75/17, appelée rgA75/17-V (5). Dans ces cultures, nous avons prouvé que le CDV infecte des neurones et des astrocytes. Malgré une infection qui se diffuse lentement entre les cellules, cette infection cause une mort massive aussi bien des neurones infectés que non infectés. En parallèle, les astrocytes perdent leur morphologie de type étoilé pour un type polygonal. Finalment, nous avons trouvé une augmentation importante de la concentration en glutamate dans le milieu de culture, qui laisse présumer une sécrétion de glutamate par les cultures infectées (6). Nous avons ensuite étudié le mécanisme des effets cytopathiques induits par le CDV. Nous avons d'abord démontré que les glycoprotéines de surface F et H du CDV s'accumulent massivement dans le réticulum endoplasmique (RE). Cette accumulation déclenche un stress du RE, qui est caractérisé par une forte expression du facteur de transcription proapoptotique CHOP/GADD 153 et de le la calreticuline (CRT). La CRT est une protéine chaperonne localisée dans le RE et impliquée dans l'homéostasie du calcium (Ca2+) et dans le repliement des protéines. En transfectant des cellules de Vero avec des plasmides codant pour plusieurs mutants de la glycoprotéine F de CDV, nous avons démontré une corrélation entre l'accumulation des protéines virales dans le RE et l'augmentation de l'expression de CRT, le stress du RE et la perte de l'homéostasie du Ca2+. Nous avons obtenu des résultats semblables avec des cultures de cellules primaires de cerveau de rat. Ces résultats suggèrent que la CRT joue un rôle crucial dans les phénomènes neurodégénératifs pendant l'infection du SNC, notamment par le relazgage du glutamate via le Ca2+. De manière intéressante, nous démontrons également que l'infection de CDV induit une fragmentation atypique de la CRT. Cette fragmentation induit une re-localisation et une exposition sélective de fragments amino-terminaux de la CRT, connus pour êtres fortement immunogènes à la surface des cellules infectées et non infectées. A partir de ce résultat et des résultats précédents, nous proposons le mécanisme suivant: après l'infection par le CDV, la rétention dans le RE des protéines F et H provoque un stress du RE et une perte de l'homéostasie du Ca2+. Ceci induit la libération du glutamate, qui cause une dégénération rapide du SNC (sur plusieurs jours ou semaines) correspondant à la phase aiguë de la maladie chez le chien. En revanche, les fragments amino-terminaux de la CRT libérés à la surface des cellules infectées peuvent avoir un rôle important dans l'établissement d'une démyélinisation d'origine immunogène, typique de la phase chronique de l'infection de CDV. Summary : The dog pathogen canine distemper virus (CDV), closely related to the human pathogen measles virus (MV), belongs to the Morbillivirus genus of the Paramyxoviridae family. Both CDV and NIV induce complications in the central nervous system (CNS). In the acute early stage of the infection in CNS, the CDV infection induces demyelination. This stage is sometimes followed by a late persistent stage of infection with a progression of the demyelinating lesions (1). The acute early stage occurs around three weeks after the infection and demyelinating processes are associated with active virus replication and are not associated to inflammation (1). In contrast during late persistent stage, the demyelination plaque progression seems to be mainly due to an immunopathological process (2), which characteristics are shared in many aspects with the human disease multiple sclerosis (MS). For these reasons, CDV is considered as a model for human multiple sclerosis, as well as for the study of Morbillivirus-mediated pathogenesis (3). In our laboratory, we used the A75/17-CDV strain that is considered to be the prototype of neurovirulent CDV strain. We first sought to establish a well characterized and robust model for CDV infection of a neuronal culture. We chose primary cultures from newborn rat hippocampes (4) that we infected with a modified version of A75/17, called rgA75/17-V (5). In these cultures, we showed that CDV infects both neurons and astrocytes. While the infection spreads only slowly to neighbouring cells, it causes a massive death of neurons, which includes also non-infected neurons. In parallel, astrocytes undergo morphological changes from the stellate type to the polygonal type. The pharmacological blocking of the glutamate receptors revealed an implication of glutamatergic signalling in the virus-mediated cytopathic effect. Finally, we found a drastic increase concentration of glutamate in the culture medium, suggesting that glutamate was released from the cultured cells (6). We further studied the mechanism of the CDV-induced cytopathic effects. We first demonstrated that the CDV surface glycoprotein F and H markedly accumulate in the endoplasmic reticulum (ER). This accumulation triggers an ER stress, which is characterized by increased expression of the proapoptotic transcription factor CHOP/GADD 153 and calreticulin (CRT). CRT is an ER resident chaperon involved in the Ca2+ homeostasis and in the response to misfolded proteins. Transfections of Vero cells with plasmids encoding various CDV glycoprotein mutants reveal a correlation between accumulation of viral proteins in the ER, CRT overexpression, ER stress and alteration of ER Ca2+ homeostasis. Importantly, similar results are also obtained in primary cell cultures from rat brain. These results suggest that CRT plays a crucial role in CNS infection, particularly due to CRT involvement in Ca2+ mediated glutamate releases, and subsequent neurodegenerative disorders. Very intriguingly, we also demonstrated that CDV infection induces an atypical CRT fragmentation, with relocalisation and selective exposure of the highly immunogenic CRT N-terminal fragments at the surface of infected and neighbouring non-infected cells. Altogether our results combined with previous findings suggest the following scenario. After CDV infection, F and H retention alter Ca2+ homeostasis, and induce glutamate release, which in turn causes rapid CNS degeneration (within days or a week) corresponding to the acute phase of the disease in dogs. In contrast, the CRT N-terminal fragments released at the surface of infected cells may rather have an important role in the establishment of the autoimmune demyelination in the late stage of CDV infection.

L'examen clinique du sein : vidéos d'enseignement des compétences cliniques en gynécologie destinés à un module en ligne

Cette thèse présente un travail audiovisuel « L'examen clinique du sein ». Avec l'unité « L'examen génital » elle forme le module « Gynécologie » du projet Virtual Skills Lab (VSL). Le but du projet VSL est d'établir un portail d'enseignement en ligne pour l'enseignement des compétences cliniques (ce terme étant utilisé ici comme équivalent de l'anglais « clinical skills »). Les compétences traitées sont celles exigées par le Catalogue suisse des objectifs d'apprentissage. L'unité « L'examen clinique du sein » est constituée d'une multitude de courtes séquences vidéo qui peuvent être regardées à la suite ou de manière individuelle. Elle est divisée en étapes logiques telles que l'inspection ou la palpation. Chacune de ces étapes appelées « skill » est présentée de deux façons : comme vue d'ensemble et par une approche pas à pas. La séquence « vue d'ensemble » présente le skill en temps réel et représente donc une visualisation du but à atteindre par l'apprenant. Le skill est décomposé en petites étapes (step), les procédures sont montrées au ralenti, munies d'une explication par une voix off. Le format de ces séquences est présenté en double largeur, la partie de gauche montre l'action, la partie de droite est utilisée pour des tableaux ou des graphiques explicatifs. Les différents gestes des compétences cliniques sont rarement standardisés. Pour VSL, un processus de validation sur la base d'un consensus suisse a été mis en place. Ceci ne veut néanmoins pas dire que les modules VSL validés ont été intégrés dans le curriculum de toutes les universités suisses. Vu la complexité des curriculums et la multitude de facteurs entrant enjeu, notamment sur l'intégration des moyens d'enseignement audiovisuels, leur implémentation est une phase critique de tout projet de ce genre. En Suisse, le multilinguisme y ajoute un degré de complexité. A Lausanne, « L'examen clinique du sein » a été introduit aussi bien dans la formation pré- que postgraduée.

Accès au traitement de l'AVC ischémique aigu en Suisse : les patients de l'hôpital régional ont trois fois moins de chance de bénéficier d'une thrombolyse intraveineuse que ceux du centre universitaire

RESUME DE LA THESE Introduction. Les traitements de la phase aiguë d'un accident vasculaire cérébral (AVC) ischémique ne peuvent être proposés actuellement qu'à une minorité de patients. Nous avons évalué l'accès à la thrombolyse des patients admis pour un AVC aigu dans un hôpital régional de Suisse romande (Neuchâtel) et l'avons comparé avec celui d'un centre universitaire de référence, distant de 75 km, administrant directement ce type de traitement (CHUV, Lausanne). Méthodes. Tous les cas admis à l'hôpital à Neuchâtel pour une suspicion d'AVC aigu sur une période de 2 ans ont été analysés rétrospectivement au niveau de la phase pré-hospitalière et hospitalière par rapport à la possibilité d'une thrombolyse. Résultats. Chez 120 patients (54%), le diagnostic d'AVC ischémique a été confirmé. Si l'on fait abstraction du facteur temps, 46 patients (38.3%) auraient été éligibles pour une thrombolyse sur des critères cliniques et radiologiques. Trois patients (2.5%) ont finalement bénéficié d'une thrombolyse intraveineuse (iv) dans un intervalle de 3 heures après transfert au CHUV. En comparaison, 33 patients (7%) ont été traités au CHUV durant la même période. Conclusion. Grâce notamment à l'avènement de la télémédecine, la pratique de la thrombolyse iv dans des centres régionaux sélectionnés pourrait contribuer à rendre ce traitement plus accessible.

Twenty-eight days and long term survival after severe sepsis and septic shock in adults

Résumé : Nous avons effectué une étude de cohorte examinant la survie de tous les patients qui ont présenté une sepsis sévère ou un choc septique aux soins intensifs de médecine et de chirurgie du CIIUV durant une période de 3 ans. Introduction: La sepsis sévère et le choc septique constituent la deuxième cause de mortalité dans les unités de soins intensifs non coronaires. La survie à long terme est mal connue. Nous avons comparé la survie à 28 jours de notre collectif avec les données de la littérature, examiné la survie à long terme des patients ayant survécus plus de 28 jours et identifié des paramètres prédictifs de la survie. Matériel et méthode : Nous avons classifié les patients ayant présenté un épisode septique rétrospectivement en sepsis sévère ou choc septique selon les critères de Bone (1). Les données cliniques et paracliniques ont été relevées au moment de l'épisode. Des courbes de survie uni- et multivariées ont été établies à 28 jours et à long terme chez ceux qui ont survécus plus de 28 jours, d'après les données de questionnaires envoyés aux médecins traitants. Résultats : Durant Ìa période de l'étude, 339 patients ont présenté un choc septique (169) ou une sepsis sévère (170). La mortalité à 28 jours a été de 33% (choc septique: 55%, sepsis sévère: 11.2%, p<10"5). Les données significativement associées à la mortalité à 28 jours dans l'analyse de régression multivariée selon Cox ont été le type d'épisode septique (choc septique vs. sepsis sévère, p=0.001), le «Acute Physiology Score» du score APACHE II (p=0.02) et le nombre de dysfonctions d'organes (plus de trois dysfunctions, p=0.04). 227 patients ont survécu plus de 28 jours et des données de suivi ont été obtenues chez 225. Le suivi moyen après 28 jours a été de 25.1 mois (5700 mois-patients). La mortalité globale de ces patients, extrapolée des courbes de Kaplan-Meyer, a été de l'ordre de 7% à 1 an et de 15% à 2 ans. Les données significativement associées à leur survie à long terme ont été les "chronic health points" du score APACHE II (p=0.02), l'âge (p=0.05) et le fait d'avoir subi une opération chirurgicale avant l'épisode septique (p=0.02). Conclusion : La mortalité à 28 jours de notre cohorte de patients s'est révélée comparable aux chiffres publiés. La survie à long terme des patients ayant survécu plus de 28 jours a été satisfaisante. Elle s'est révélée indépendante de la sévérité de l'épisode septique, mais dépendait plutôt des conditions de santé sous-jacentes.

Atypical EPO profiles in anti-doping analyses

Résumé : Erythropoietin (EPO) is a glycoprotein hormone endogenously produced by the kidney, whose main physiological role is the stimulation of erythropoiesis. Since the beginning of the nineties, recombinant human EPO (rhEPO), a potent anti-anaemia treatment drug, has been manufactured by pharmaceutical industries. However, the erythropoiesis stimulating power of rhEPO was rapidly misused by unscrupulous athletes in order to improve their performances in endurance sports. Endogenous EPO has the same amino-acid backbone as most of recombinant forms; the molecules however differ through their respective glycosylation patterns. This difference constitutes the basis of the usual EPO screening test (IEF) developed in 2000 and still currently used in all anti-doping laboratories of the world. Nowadays, 3 EPO generations have been commercialized. The fight against EPO abuse is a continuous challenge for anti-doping laboratories. The diversity of recombinant EPO forms and the continuous development of new ones considerably confuse the identification of EPO doping. Several facets of this fight were investigated in this work. One of the limiting aspects of doping agents screening is the availability of positive samples. Therefore, 2nd and 3rd generation EPOS, namely NESP and C.E.R.A., were injected to healthy subjects in the frame of pilot clinical studies. These latter allowed to review the current EPO identification criteria defined by the World Anti-Doping Agency (WADA) in the case of NESP and to validate and implement a new assay targeting C.E.R.A. in human serum. Both studies resulted in the determination of the respective detection windows of NESP and C.E.R.A. in biological fluids. Following that, Dynepo, a 1st generation EPO presenting similarities with the endogenous form, was also in the centre of a similar clinical study. Our work aimed to overcome the actual identification criteria, which are not adapted to Dynpeo, and to propose an alternative pattern classification method based on the discriminant analysis of IEF EPO profiles. This method might be validated for other EPO forms in the future. The detection window of this molecule was also determined. Under particular conditions, confounding effects can complicate the identification of EPO in biological matrices. For example, athletes having performed a strenuous physical effort can excrete modified isoforms of endogenous EPO, making it very similar to some recombinant forms. Such phenomena, called effort urines, were reproduced under controlled conditions and, after characterization of effort EPO, an urinary biochemical marker was proposed to unequivocally identify effort urines. It also happens that EPO analyses fail to detect endogenous levels of EPO. Such profiles were thoroughly investigated and potential causes identified. Natural reasons relying on urine properties and test specificity were underlined, but the possible addition of adulterant agents in urine samples was also considered. Therefore, a simple biochemical assay targeting the suspected substances was set up. Our work was based on the characterization of atypical EPO profiles from different origins. Therefore, 3 EPO molecules representing the 3 generations of the drug and 2 confounding effects confusing the results interpretation were studied. These studies resulted in tangible applications for the laboratory, the best example of which being the C.E.R.A. assay, but also in scientific findings allowing to improve our comprehension of EPO doping in sport.