Arythmies supraventriculaires chez les patients adultes porteurs d'une cardiopathie congénitale

Mon projet de recherche s'est articulé autour des arythmies supraventriculaires chez les patients adultes porteurs d'une cardiopathie congénitale (Adults with Congenital Heart Disease ou ACHD). Grâce aux progrès de la chirurgie cardiaque et de la cardiologie, la survie à l'âge adulte des enfants nés avec une malformation cardiaque est excellente et la population des ACHD ne cesse de croître, tout en vieillissant. Les arythmies cardiaques sont une complication à long terme bien connue chez ces patients et une des principales causes de mortalité et de morbidité. Mon travail de recherche comporte une perspective épidémiologique avec une étude de population et une perspective anatomique, avec une étude d'imagerie cardiaque par échographie. 1. Étude épidémiologique : Arythmies auriculaires (AA) chez les patients porteurs d'une cardiopathie congénitale. Sous le titre anglais Atrial Arrhythmias in Adults with Congenital Heart Disease, cette étude a été publiée dans le journal américain Circulation. A travers les résultats de cette étude, j'ai démontré, pour la première fois dans une aussi grande population, que les AA étaient fréquentes chez les patients ACHD, que le risque à long-terme pour ces patients de développer des AA était élevé, et que le développement d'AA avait un impact négatif en termes de mortalité, de morbidité et d'intervention. 2. Étude anatomique : Les paramètres échographiques associés à la fibrillation auriculaire (FA) chez les patients adultes porteurs d'une cardiopathie congénitale. Sous le titre anglais Mirror image atrial dilatation in Adult Patients with Atrial Fibrillation and Congenital Heart Disease, cette étude a été publiée dans le journal américain International Journal of Cardiology, j'ai démontré dans cette étude que les patients ACHD avec une pathologie isolée du coeur gauche présentaient une dilatation progressive de l'oreillette gauche (OG) lorsqu'ils développaient de la FA. Chez les patients avec une pathologie isolée du coeur droit, j'ai décrit une image « miroir » : l'oreillette droite (OD) était toujours plus grande que l'OG βί présentait une dilatation progressive lors de FA. Ces résultats soutiennent l'hypothèse que la FA pourrait provenir de l'OD dilatée chez les patients ACHD avec une pathologie du coeur droit et ouvrent de nouvelles perspectives diagnostiques et thérapeutiques chez ces patients:

Assessment of diesel exhaust particulate exposure and surface characteristics in association with levels of oxidative stress biomarkers

Exposure to PM10 and PM2.5 (particulate matter with aerodynamic diameter smaller than 10 μm and 2.5 μm, respectively) is associated with a range of adverse health effects, including cancer, pulmonary and cardiovascular diseases. Surface characteristics (chemical reactivity, surface area) are considered of prime importance to understand the mechanisms which lead to harmful effects. A hypothetical mechanism to explain these adverse effects is the ability of components (organics, metal ions) adsorbed on these particles to generate Reactive Oxygen Species (ROS), and thereby to cause oxidative stress in biological systems (Donaldson et al., 2003). ROS can attack almost any cellular structure, like DNA or cellular membrane, leading to the formation of a wide variety of degradation products which can be used as a biomarker of oxidative stress. The aim of the present research project is to test whether there is a correlation between the exposure to Diesel Exhaust Particulate (DEP) and the oxidative stress status. For that purpose, a survey has been conducted in real occupational situations where workers were exposed to DEP (bus depots). Different exposure variables have been considered: - particulate number, size distribution and surface area (SMPS); - particulate mass - PM2.5 and PM4 (gravimetry); - elemental and organic carbon (coulometry); - total adsorbed heavy metals - iron, copper, manganese (atomic adsorption); - surface functional groups present on aerosols (Knudsen flow reactor). (Demirdjian et al., 2005). Several biomarkers of oxidative stress (8-hydroxy-2'-deoxyguanosine and several aldehydes) have been determined either in urine or serum of volunteers. Results obtained during the sampling campaign in several bus depots indicated that the occupational exposure to particulates in these places was rather low (40-50 μg/m3 for PM4). Size distributions indicated that particles are within the nanometric range. Surface characteristics of sampled particles varied strongly, depending on the bus depot. They were usually characterized by high carbonyl and low acidic sites content. Among the different biomarkers which have been analyzed within the framework of this study, mean levels of 8- hydroxy-2'-deoxyguanosine and several aldehydes (hexanal, heptanal, octanal, nonanal) increased during two consecutive days of exposure for non-smokers. In order to bring some insight into the relation between the particulate characteristics and the formation of ROS by-products, biomarkers levels will be discussed in relation with exposure variables.

Early detection of idiopathic Parkinson's disease based on magnetic resonance imaging

The diagnosis of idiopathic Parkinson's disease (IPD) is entirely clinical. The fact that neuronal damage begins 5-10 years before occurrence of sub-clinical signs, underlines the importance of preclinical diagnosis. A new approach for in-vivo pathophysiological assessment of IPD-related neurodegeneration was implemented based on recently developed neuroimaging methods. It is based on non- invasive magnetic resonance data sensitive to brain tissue property changes that precede macroscopic atrophy in the early stages of IPD. This research aims to determine the brain tissue property changes induced by neurodegeneration that can be linked to clinical phenotypes which will allow us to create a predictive model for early diagnosis in IPD. We hypothesized that the degree of disease progression in IPD patients will have a differential and specific impact on brain tissue properties used to create a predictive model of motor and non-motor impairment in IPD. We studied the potential of in-vivo quantitative imaging sensitive to neurodegeneration- related brain tissue characteristics to detect changes in patients with IPD. We carried out methodological work within the well established SPM8 framework to estimate the sensitivity of tissue probability maps for automated tissue classification for detection of early IPD. We performed whole-brain multi parameter mapping at high resolution followed by voxel-based morphometric (VBM) analysis and voxel-based quantification (VBQ) comparing healthy subjects to IPD patients. We found a trend demonstrating non-significant tissue property changes in the olfactory bulb area using the MT and R1 parameter with p<0.001. Comparing to the IPD patients, the healthy group presented a bilateral higher MT and R1 intensity in this specific functional region. These results did not correlate with age, severity or duration of disease. We failed to demonstrate any changes with the R2* parameter. We interpreted our findings as demyelination of the olfactory tract, which is clinically represented as anosmia. However, the lack of correlation with duration or severity complicates its implications in the creation of a predictive model of impairment in IPD.

Inducible inactivation of Notch1 causes nodular regenerative hyperplasia in mice

Résumé : La découverte que des mutations du gène humain Jagged 1 (JAG1) sont la cause du Syndrome d'Alagille, indique que la voie de signalisation Notch joue un rôle prépondérant dans l'homéostasie des canaux biliaires. L'analyse fonctionnelle de cette voie de signalisation est rendue difficile par le fait que les mutations ciblées des gènes : Jagged1, Notch1 ou Notch2 présentent un phénotype létal. Dans un précédent travail, nous avions généré une souris permettant l'inactivation de Notch1 de manière inductible en combinant un transgéne inductible par l'interféron de la Cre-recombinase et le gène Notch1 flanqué de deux séquence loxP. Nous avons utilisé cette souris knock-out conditionnelle afin d'étudier le rôle de la voie de signalisation de Notch1 dans la prolifération et la différentiation cellulaire hépatique. La délétion de Notch1 ne conduit pas à une diminution du nombre des canaux biliaires, mais de manière surprenante, l'absence de Notch1 induit une prolifération continue des hépatocytes. En conclusion, en quelques semaines après l'inactivation de Notch1 les souris développent une hyperplasie nodulaire régénérative, sans modification vasculaire dans le foie. Abstract: The discovery that the human Jagged1 gene (JAG1) is the Alagille syndrome disease gene indicated that Notch signaling has an important role in bile duct homeostasis. The functional study of this signaling pathway has been difficult because mice with targeted mutations in Jagged1, Notch1, or Notch2 have an embryonic lethal phenotype. We have previously generated mice with inducible Notch1 disruption using an interferon-inducible Cre-recombinase transgene in combination with the loxP flanked Notch1 gene. We used this conditional Notch1 knockout mouse model to investigate the role of Notch1 signaling in liver cell proliferation and differentiation. Deletion of Notch1 did not result in bile duct paucity, but, surprisingly, resulted in a continuous proliferation of hepatocytes. In conclusion, within weeks after Notch1 inactivation, the mice developed nodular regenerative hyperplasia without vascular changes in the liver.

Utilisation de tissus de cancer de vessie archivés en paraffine pour l'analyse de l'expression de gènes immunorégulateurs

Introduction : Le cancer de la vessie est la 4ème cause de cancer en Europe, chez l'homme. Dans 70% des¦cas, le diagnostic initial de cancer transitionnel de la vessie est non-musculo invasif mais jusqu'à 45%¦progresseront en tumeur musculo-invasive selon des facteurs de risques qui ont été scorés par¦l'Organisation européenne de recherche sur le traitement du cancer (EORTC). Après résection¦endoscopique transuréthrale vésicale (RTUV) de la tumeur, une instillation intravésicale (ives) d'agents¦chimiothérapeutiques ou d'immunomodulateurs tel que le Bacille Calmette Guérin (BCG) permet de¦réduire les récurrences/progressions. Cependant l'utilisation du BCG est limitée aux patients avec un risque¦de progression haut et intermédiaire au vu des effets secondaires occasionnés. Le système immunitaire¦joue un rôle certain dans l'évolution d'un processus néoplasique. Toutefois, les cancers adoptent différents¦mécanismes pour supprimer la réponse antitumorale. La variation de l'environnement immunologique¦tumoral pourrait avoir une valeur pronostique pour l'évolution naturelle de la maladie. Le but de notre¦étude est d'utiliser des coupes paraffines archivées de RTUV afin de définir l'environnement immunitaire¦des carcinomes urothéliaux non musculo-invasifs, en particulier les caractéristiques immunosuppressives,¦comme prédictif d'un comportement de progression néoplasique.¦Méthodologie : L'exploration d'une base de données de patients suivis pour le cancer de la vessie au¦CHUV afin de faire un choix des coupes de RTUV à examiner a été réalisée. Une approche transversale a été¦abordée en regroupant des patients de stades tumoraux différents ou en évaluant des foyers tumoraux¦multiples au sein de la vessie d'un même patient à un moment donné (i.e lors d'une même RTUV). Une¦approche longitudinale a également été adoptée avec comme objectif de comparer, chez le même patient,¦des tumeurs de stades, de grades et de score de risque de progression de l'EORTC différents au cours du¦temps. L'ARN des tissus de RTUV fixés au formol et enrobés en paraffine a été extrait et purifié. Un kit¦d'amplification en temps réel par réaction en chaîne par polymérase (RCP) pour 84 gènes impliqués dans¦l'anergie des cellules T et la tolérance immunitaire a été utilisé.¦Résultat : Nous avons réuni les informations cliniques de 157 sujets atteints de tumeur vésicale non¦musculo-invasive. 35% des sujets ont reçu une chimiothérapie ives et 40 % ont reçu du BCG ives. Les troisquarts¦de ces derniers ont reçu un cycle de BCG complet (6 semaines). Néanmoins, 38 % d'entre eux vont¦tout de même subir une progression de leur cancer. Les scores de progression de l'EORTC ont pu être¦calculés pour 94 sujets (39% haut risque, 42 % risque intermédiaire et 19% bas risque). 76% des patients à¦haut risque a été traité avec du BCG ives. Parmi les patients avec un risque intermédiaire de progression,¦seuls 15 % ont effectivement progressé incluant 2 patients avec des échantillons de RTUV disponibles pour¦analyse. L'analyse par RCP s'est focalisée sur une approche longitudinale incluant 6 patients suivis sur une¦longue période avec de multiples RTUV. 29 échantillons ont été sélectionnés, leur ARN purifiés, mais seuls¦16 ARN se sont révélés en quantité et qualité suffisante pour être analysé par RCP. L'analyse par RCP¦quantitative en temps réel a montré des problèmes dans la quantification de l'ADN génomique, ainsi que¦des gènes domestiques. Ceci a grandement handicapé nos analyses et n'a pas permis la mise en évidence¦convaincante de gènes immuno-modulateurs associés à la progression du cancer de la vessie.¦Discussion : Notre analyse du suivi des patients au CHUV montre que les chirurgiens façonnent leur prise¦en charge durant l'intervention selon des critères adaptés à la situation et tendent ainsi à une stratification¦des risques permettant un traitement adapté, de la même manière que le permet le score de l'EORTC, en¦tous cas en ce qui concerne les patients à haut risque de progression. Les nombreux facteurs impliqués¦dans le cancer de la vessie montrent néanmoins qu'il y aurait des avantages à rationaliser la prise en charge. L'archivage de tissus fixé au formol et enrobé en paraffine a l'avantage de représenter une source¦de matériel considérable et de grande valeur pour la recherche. Néanmoins, malgré l'évolution des¦techniques et la publicité des fabricants, il s'est avéré difficile d'exploiter ce matériel délicat pour en¦obtenir des résultats convaincants.

Enregistrement des fluctuations de la pression intraoculaire sur 24 heures par une lentille de contact intégrant un capteur: tolérance et résultats chez 10 sujets sains

AbstractPurpose: to evaluate the tolerability, comfort and precision of the signal transmission of an ocular Sensor used for 24-hour intraocular pressure fluctuation monitoring in humans.Patients and methods: In this uncontrolled open trial involving 10 healthy volunteers an 8.7 mm radius prototype ocular telemetry Sensor (SENSIMED Triggerfish®, Lausanne, Switzerland) and an orbital bandage containing a loop antenna were applied and connected to a portable recorder after full eye examination. Best corrected visual acuity and position, surface wetting ability and mobility of the Sensor were assessed after 5 and 30 minutes, 4, 12 and 24 hours. Subjective wearing comfort was scored and activities documented in a logbook. After Sensor removal a full eye examination was repeated and the recorded signal analyzed.Results: The comfort score was high and did not fluctuate significantly over time. The mobility of the Sensor was limited across follow-up visits and its surface wetting ability remained good. Best corrected visual acuity was significantly reduced during Sensor wear and immediately after its removal (from 1.07 before, to 0.85 after, P-value 0.008). Three subjects developed a mild, transient corneal abrasion. In all but one participant we obtained usable data of a telemetric signal recording with sufficient sensitivity to depict ocular pulsation.Conclusions: This 24-hour- trial has encouraging results on the tolerability and functionality of the ocular telemetric Sensor for intraocular pressure fluctuation monitoring. Further studies with different Sensor radii conducted on a larger study population are needed to improve comfort, precision and interpretation of the telemetric signal.

The role of gene duplication in the origin and evolution of new biological functions

Abstract : Gene duplication is an essential source of material for the origin of genetic novelty and the evolution of lineage- or species-specific phenotypic traits. The reverse transcription of source gene mRNA followed by the genomic insertion of the resulting cDNA - retroposition - has provided the human genome with a significant number of gene copies during the last ~63 million years (MYA) of primate evolution. We estimated that at least 1 new functional gene (retrogene) per MYA emerged by retroposition in the primate lineage leading to humans. Using a combination of comparative sequencing and evolutionary simulations, we obtained strong evidence of functionality for 7 primate specific retrogenes. Most of these genes are specifically expressed in testis suggesting that retroposition has contributed with genetic raw material necessary for the evolution ofmale-specific functions in primates. We characterized CDC14Bretro (identified in the previous survey) that originated from the retroposition of a cell cycle gene - CDC14B - in the common ancestor of humans and apes. We demonstrate that CDC14Bretro experienced a period of intense positive selection in the African ape ancestor. By virtue of the amino acid substitutions that occurred during this period CDC 14Bretro adapted to a new subcellular compartment in African apes. Further analyses indicate that this subcellular shift reflects the evolution of anew functional role of CDC 14Bretro. Prompted by this result, we used yeast (Saccharomyces cerevisiae) to investigate on a global scale the extent of functional diversification of duplicate genes through the subcellular adaptation of their encoded proteins. We found that duplicate proteins frequently evolved new cellular localization patterns, either by partitioning of ancestral localizations ("sublocalization"), or more frequently by relocalization to previously unoccupied compartments ("neolocalization"). Interestingly, proteins involved in processes with a wider subcellular distribution more frequently evolved new localization patterns suggesting that subcellular localization changes are dependent on progenitor gene functions. Relocated proteins adapted to their new subcellular environments and evolved new functional roles through changes of their physio-chemical properties, expression levels, and interaction partners. Our work suggests an important role of subcellular adaptation for the emergence of new gene functions.

Interdisciplinary intervention for work-related musculoskeletal disorders

The proposed research aims to address the work-related MSD management issue through an interdisciplinary intervention involving clinical and occupational health competencies (rheumatology, occupational medicine, ergonomics). Workers enduring MSD (especially back-pain) and absent from work are selected from volunteering companies (construction, hospitals, public transport, delivery networks). The workers are randomly placed into two groups : the control group benefits from an usual MSD management strategy and the intervention group benefits from a case-management strategy including workhardening treatment (work oriented reeducation) and ergonomic intervention in the workplace. The comparison of health and work-related variables prior and after intervention in the two groups will be used to assess the intervention efficiency and its economic benefits. We expect to produce new strategies for the management of MSD and workplace rehabilitation as well as guidelines for both authorities and companies.