Le meilleur intérêt de l'enfant, les tests de paternité et le droit civil québécois

"Mémoire présenté à la Faculté des études supérieures en vue de l'obtention du grade de maîtrise en Droit option Droit, Biotechnologies et Société"

Les enjeux de la translation des technologies : le cas des tests de pharmacogénétique au Québec

Problématique : L’arrivée des tests de pharmacogénétique a été annoncée dans les médias et la littérature scientifique telle une révolution, un tournant vers la médecine personnalisée. En réalité, cette révolution se fait toujours attendre. Plusieurs barrières législatives, scientifiques, professionnelles et éthiques sont décrites dans la littérature comme étant la cause du délai de la translation des tests de pharmacogénétique, du laboratoire vers la clinique. Cet optimisme quant à l’arrivée de la pharmacogénétique et ces barrières existent-elles au Québec? Quel est le contexte de translation des tests de pharmacogénétique au Québec? Actuellement, il n’existe aucune donnée sur ces questions. Il est pourtant essentiel de les évaluer. Alors que les attentes et les pressions pour l’intégration rapide de technologies génétiques sont de plus en plus élevées sur le système de santé québécois, l’absence de planification et de mécanisme de translation de ces technologies font craindre une translation et une utilisation inadéquates. Objectifs : Un premier objectif est d’éclairer et d’enrichir sur les conditions d’utilisation et de translation ainsi que sur les enjeux associés aux tests de pharmacogénétique dans le contexte québécois. Un deuxième objectif est de cerner ce qui est véhiculé sur la PGt dans différentes sources, dont les médias. Il ne s’agit pas d’évaluer si la pharmacogénétique devrait être intégrée dans la clinique, mais de mettre en perspective les espoirs véhiculés et la réalité du terrain. Ceci afin d’orienter la réflexion quant au développement de mécanismes de translation efficients et de politiques associées. Méthodologie : L’analyse des discours de plusieurs sources documentaires (n=167) du Québec et du Canada (1990-2005) et d’entretiens avec des experts québécois (n=19) a été effectuée. Quatre thèmes ont été analysés : 1) le positionnement et les perceptions envers la pharmacogénétique; 2) les avantages et les risques reliés à son utilisation; 3) les rôles et les tensions entre professionnels; 4) les barrières et les solutions de translation. Résultats : L’analyse des représentations véhiculées sur la pharmacogénétique dans les sources documentaires se cristallise autour de deux pôles. Les représentations optimistes qui révèlent une fascination envers la médecine personnalisée, créant des attentes (« Génohype ») en regard de l’arrivée de la pharmacogénétique dans la clinique. Les représentations pessimistes qui révèlent un scepticisme (« Génomythe ») envers l’arrivée de la pharmacogénétique et qui semblent imprégnés par l’historique des représentations médiatiques négatives de la génétique. Quant à l’analyse des entretiens, celle-ci a permis de mettre en lumière le contexte actuel du terrain d’accueil. En effet, selon les experts interviewés, ce contexte comporte des déficiences législatives et un dysfonctionnement organisationnel qui font en sorte que l’utilisation des tests de pharmacogénétique est limitée, fragmentée et non standardisée. S’ajoute à ceci, le manque de données probantes et de dialogue entre des acteurs mal ou peu informés, la résistance et la crainte de certains professionnels. Discussion : Plusieurs changements dans la réglementation des systèmes d’innovation ainsi que dans le contexte d’accueil seront nécessaires pour rendre accessibles les tests de pharmacogénétique dans la pratique clinique courante. Des mécanismes facilitateurs de la translation des technologies et des facteurs clés de réussite sont proposés. Enfin, quelques initiatives phares sont suggérées. Conclusion : Des efforts au niveau international, national, provincial et local sont indispensables afin de résoudre les nombreux obstacles de la translation des tests de pharmacogénétique au Québec et ainsi planifier l’avenir le plus efficacement et sûrement possible.

Genetic studies on the role of type IA DNA topoisomerases in DNA metabolism and genome maintenance in Escherichia coli

Le surenroulement de l’ADN est important pour tous les processus cellulaires qui requièrent la séparation des brins de l’ADN. Il est régulé par l’activité enzymatique des topoisomérases. La gyrase (gyrA et gyrB) utilise l’ATP pour introduire des supertours négatifs dans l’ADN, alors que la topoisomérase I (topA) et la topoisomérase IV (parC et parE) les éliminent. Les cellules déficientes pour la topoisomérase I sont viables si elles ont des mutations compensatoires dans un des gènes codant pour une sous-unité de la gyrase. Ces mutations réduisent le niveau de surenroulement négatif du chromosome et permettent la croissance bactérienne. Une de ces mutations engendre la production d'une gyrase thermosensible. L’activité de surenroulement de la gyrase en absence de la topoisomérase I cause l’accumulation d’ADN hyper-surenroulé négativement à cause de la formation de R-loops. La surproduction de la RNase HI (rnhA), une enzyme qui dégrade l’ARN des R-loops, permet de prévenir l’accumulation d’un excès de surenroulement négatif. En absence de RNase HI, des R-loops sont aussi formés et peuvent être utilisés pour déclencher la réplication de l’ADN indépendamment du système normal oriC/DnaA, un phénomène connu sous le nom de « constitutive stable DNA replication » (cSDR). Pour mieux comprendre le lien entre la formation de R-loops et l’excès de surenroulement négatif, nous avons construit un mutant conditionnel topA rnhA gyrB(Ts) avec l’expression inductible de la RNase HI à partir d’un plasmide. Nous avons trouvé que l’ADN des cellules de ce mutant était excessivement relâché au lieu d'être hypersurenroulé négativement en conditions de pénurie de RNase HI. La relaxation de l’ADN a été montrée comme étant indépendante de l'activité de la topoisomérase IV. Les cellules du triple mutant topA rnhA gyrB(Ts) forment de très longs filaments remplis d’ADN, montrant ainsi un défaut de ségrégation des chromosomes. La surproduction de la topoisomérase III (topB), une enzyme qui peut effectuer la décaténation de l’ADN, a corrigé les problèmes de ségrégation sans toutefois restaurer le niveau de surenroulement de l’ADN. Nous avons constaté que des extraits protéiques du mutant topA rnhA gyrB(Ts) pouvaient inhiber l’activité de surenroulement négatif de la gyrase dans des extraits d’une souche sauvage, suggérant ainsi que la pénurie de RNase HI avait déclenché une réponse cellulaire d’inhibition de cette activité de la gyrase. De plus, des expériences in vivo et in vitro ont montré qu’en absence de RNase HI, l’activité ATP-dépendante de surenroulement négatif de la gyrase était inhibée, alors que l’activité ATP-indépendante de cette enzyme demeurait intacte. Des suppresseurs extragéniques du défaut de croissance du triple mutant topA rnhA gyrB(Ts) qui corrigent également les problèmes de surenroulement et de ségrégation des chromosomes ont pour la plupart été cartographiés dans des gènes impliqués dans la réplication de l’ADN, le métabolisme des R-loops, ou la formation de fimbriae. La deuxième partie de ce projet avait pour but de comprendre les rôles des topoisomérases de type IA (topoisomérase I et topoisomérase III) dans la ségrégation et la stabilité du génome de Escherichia coli. Pour étudier ces rôles, nous avons utilisé des approches de génétique combinées avec la cytométrie en flux, l’analyse de type Western blot et la microscopie. Nous avons constaté que le phénotype Par- et les défauts de ségrégation des chromosomes d’un mutant gyrB(Ts) avaient été corrigés en inactivant topA, mais uniquement en présence du gène topB. En outre, nous avons démontré que la surproduction de la topoisomérase III pouvait corriger le phénotype Par- du mutant gyrB(Ts) sans toutefois corriger les défauts de croissance de ce dernier. La surproduction de topoisomérase IV, enzyme responsable de la décaténation des chromosomes chez E. coli, ne pouvait pas remplacer la topoisomérase III. Nos résultats suggèrent que les topoisomérases de type IA jouent un rôle important dans la ségrégation des chromosomes lorsque la gyrase est inefficace. Pour étudier le rôle des topoisomérases de type IA dans la stabilité du génome, la troisième partie du projet, nous avons utilisé des approches génétiques combinées avec des tests de « spot » et la microscopie. Nous avons constaté que les cellules déficientes en topoisomérase I avaient des défauts de ségrégation de chromosomes et de croissance liés à un excès de surenroulement négatif, et que ces défauts pouvaient être corrigés en inactivant recQ, recA ou par la surproduction de la topoisomérase III. Le suppresseur extragénique oriC15::aph isolé dans la première partie du projet pouvait également corriger ces problèmes. Les cellules déficientes en topoisomérases de type IA formaient des très longs filaments remplis d’ADN d’apparence diffuse et réparti inégalement dans la cellule. Ces phénotypes pouvaient être partiellement corrigés par la surproduction de la RNase HI ou en inactivant recA, ou encore par des suppresseurs isolés dans la première partie du projet et impliques dans le cSDR (dnaT18::aph et rne59::aph). Donc, dans E. coli, les topoisomérases de type IA jouent un rôle dans la stabilité du génome en inhibant la réplication inappropriée à partir de oriC et de R-loops, et en empêchant les défauts de ségrégation liés à la recombinaison RecA-dépendante, par leur action avec RecQ. Les travaux rapportés ici révèlent que la réplication inappropriée et dérégulée est une source majeure de l’instabilité génomique. Empêcher la réplication inappropriée permet la ségrégation des chromosomes et le maintien d’un génome stable. La RNase HI et les topoisomérases de type IA jouent un rôle majeur dans la prévention de la réplication inappropriée. La RNase HI réalise cette tâche en modulant l’activité de surenroulement ATP-dependante de la gyrase, et en empêchant la réplication à partir des R-loops. Les topoisomérases de type IA assurent le maintien de la stabilité du génome en empêchant la réplication inappropriée à partir de oriC et des R-loops et en agissant avec RecQ pour résoudre des intermédiaires de recombinaison RecA-dépendants afin de permettre la ségrégation des chromosomes.

Facteurs de risque d’insuffisance rénale chronique chez les greffés cardiaques : du phénotype aux tests pharmacogénomiques

L’insuffisance rénale chronique (IRC) est un problème majeur fréquemment rencontré chez les greffés cardiaques. Les inhibiteurs de la calcineurine, pierre angulaire de l’immunosuppression en transplantation d’organes solides, sont considérés comme une des principales causes de dysfonction rénale postgreffe. Plusieurs autres éléments tels que les caractéristiques démographiques, cliniques et génétiques du receveur contribuent également au phénomène, mais il demeure plutôt difficile de déterminer quels sont les patients les plus à risque de développer une IRC après la transplantation. Ainsi, la découverte de nouveaux marqueurs génétiques de dysfonction rénale pourrait un jour mener à l’individualisation de la thérapie immunosuppressive selon le profil génétique de chaque patient. Or, on ne connaît pas les opinions des greffés à l’égard des tests pharmacogénomiques et l’on ne sait pas si celles-ci diffèrent des opinions exprimées par les individus en bonne santé. Cette thèse de doctorat a donc pour objectifs : 1- De décrire l’évolution de la fonction rénale à très long terme après la transplantation et d’identifier les marqueurs démographiques et phénotypiques associés à l’IRC postgreffe cardiaque; 2- D’identifier les marqueurs génétiques associés à la néphrotoxicité induite par les inhibiteurs de la calcineurine; 3- D’évaluer et de comparer les attitudes des patients et des individus en bonne santé par rapport à l’intégration clinique potentielle des marqueurs pharmacogénomiques. Trois projets ont été réalisés pour répondre à ces questions. Le premier repose sur une analyse rétrospective de l’évolution de la fonction rénale chez les patients greffés au sein de notre établissement entre 1983 et 2008. Nous y avons découvert que le déclin de la fonction rénale se poursuit jusqu’à 20 ans après la transplantation cardiaque et que les facteurs de risque d’IRC incluent entre autres l’âge avancé, le sexe féminin, la dysfonction rénale prégreffe, l’hypertension, l’hyperglycémie et l’utilisation de la prednisone. Le deuxième projet est une étude pharmacogénomique s’intéressant aux déterminants génétiques de la néphrotoxicité induite par les inhibiteurs de la calcineurine. Elle nous a permis d’illustrer pour la première fois qu’un polymorphisme génétique lié à PRKCB (gène codant pour la protéine kinase C-β) est associé avec la fonction rénale des patients greffés cardiaques, alors que cela n’est probablement pas le cas pour les polymorphismes de TGFB1 (gène codant pour le transforming growth factor-β1). La troisième section de cette thèse rapporte les résultats d’un questionnaire dont le but était de comparer les attitudes envers les tests pharmacogénomiques parmi un groupe de personnes en bonne santé, de patients greffés cardiaques et de patients souffrant d’insuffisance cardiaque. Cette étude a démontré que, bien que l’enthousiasme pour la pharmacogénomique soit partagé par tous ces individus, les craintes liées à la confidentialité et aux répercussions potentielles sur l’emploi et les assurances sont plus prononcées chez les personnes en bonne santé. En résumé, les travaux issus de cette thèse ont révélé que l’identification précoce des patients greffés cardiaques les plus susceptibles de présenter une détérioration de la fonction rénale ainsi que l’adoption d’une approche thérapeutique individualisée reposant notamment sur les applications cliniques de la pharmacogénomique pourraient éventuellement permettre de freiner cette complication postgreffe.

Genetic diversity and selection in three plasmodium vivax merozoite surface protein 7 (pvmsp-7) genes in a colombian population

A completely effective vaccine for malaria (one of the major infectious diseases worldwide) is not yet available; different membrane proteins involved in parasite-host interactions have been proposed as candidates for designing it. It has been found that proteins encoded by the merozoite surface protein (msp)-7 multigene family are antibody targets in natural infection; the nucleotide diversity of three Pvmsp-7 genes was thus analyzed in a Colombian parasite population. By contrast with P. falciparum msp-7 loci and ancestral P. vivax msp-7 genes, specie-specific duplicates of the latter specie display high genetic variability, generated by single nucleotide polymorphisms, repeat regions, and recombination. At least three major allele types are present in Pvmsp-7C, Pvmsp-7H and Pvmsp-7I and positive selection seems to be operating on the central region of these msp-7 genes. Although this region has high genetic polymorphism, the C-terminus (Pfam domain ID: PF12948) is conserved and could be an important candidate when designing a subunit-based antimalarial vaccine.

Use of a novel Hill-climbing genetic algorithm in protein folding simulations

We have developed a novel Hill-climbing genetic algorithm (GA) for simulation of protein folding. The program (written in C) builds a set of Cartesian points to represent an unfolded polypeptide's backbone. The dihedral angles determining the chain's configuration are stored in an array of chromosome structures that is copied and then mutated. The fitness of the mutated chain's configuration is determined by its radius of gyration. A four-helix bundle was used to optimise simulation conditions, and the program was compared with other, larger, genetic algorithms on a variety of structures. The program ran 50% faster than other GA programs. Overall, tests on 100 non-redundant structures gave comparable results to other genetic algorithms, with the Hill-climbing program running from between 20 and 50% faster. Examples including crambin, cytochrome c, cytochrome B and hemerythrin gave good secondary structure fits with overall alpha carbon atom rms deviations of between 5 and 5.6 Angstrom with an optimised hydrophobic term in the fitness function. (C) 2003 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Temporal genetic variation of the red fox, Vulpes vulpes, across western Europe and the British Isles

Quaternary climatic fluctuations have had profound effects on the phylogeographic structure of many species. Classically, species were thought to have become isolated in peninsular refugia, but there is limited evidence that large, non-polar species survived outside traditional refugial areas. We examined the phylogeographic structure of the red fox (Vulpes vulpes), a species that shows high ecological adaptability in the western Palaearctic region. We compared mitochondrial DNA sequences (cytochrome b and control region) from 399 modern and 31 ancient individuals from across Europe. Our objective was to test whether red foxes colonised the British Isles from mainland Europe in the late Pleistocene, or whether there is evidence that they persisted in the region through the Last Glacial Maximum. We found red foxes to show a high degree of phylogeographic structuring across Europe and, consistent with palaeontological and ancient DNA evidence, confirmed via phylogenetic indicators that red foxes were persistent in areas outside peninsular refugia during the last ice age. Bayesian analyses and tests of neutrality indicated population expansion. We conclude that there is evidence that red foxes from the British Isles derived from central European populations that became isolated after the closure of the landbridge with Europe.

PPARGC1A sequence variation and cardiovascular risk-factor levels: a study of the main genetic effects and gene x environment interactions in children from the European Youth Heart Study.

AIMS/HYPOTHESIS: The PPARGC1A gene coactivates multiple nuclear transcription factors involved in cellular energy metabolism and vascular stasis. In the present study, we genotyped 35 tagging polymorphisms to capture all common PPARGC1A nucleotide sequence variations and tested for association with metabolic and cardiovascular traits in 2,101 Danish and Estonian boys and girls from the European Youth Heart Study, a multicentre school-based cross-sectional cohort study. METHODS: Fasting plasma glucose concentrations, anthropometric variables and blood pressure were measured. Habitual physical activity and aerobic fitness were objectively assessed using uniaxial accelerometry and a maximal aerobic exercise stress test on a bicycle ergometer, respectively. RESULTS: In adjusted models, nominally significant associations were observed for BMI (rs10018239, p = 0.039), waist circumference (rs7656250, p = 0.012; rs8192678 [Gly482Ser], p = 0.015; rs3755863, p = 0.02; rs10018239, beta = -0.01 cm per minor allele copy, p = 0.043), systolic blood pressure (rs2970869, p = 0.018) and fasting glucose concentrations (rs11724368, p = 0.045). Stronger associations were observed for aerobic fitness (rs7656250, p = 0.005; rs13117172, p = 0.008) and fasting glucose concentrations (rs7657071, p = 0.002). None remained significant after correcting for the number of statistical comparisons. We proceeded by testing for gene x physical activity interactions for the polymorphisms that showed nominal evidence of association in the main effect models. None of these tests was statistically significant. CONCLUSIONS/INTERPRETATION: Variants at PPARGC1A may influence several metabolic traits in this European paediatric cohort. However, variation at PPARGC1A is unlikely to have a major impact on cardiovascular or metabolic health in these children.

Genetic variation in GABRB3 is associated with Asperger syndrome and multiple endophenotypes relevant to autism.

BACKGROUND: Autism spectrum conditions (ASC) are associated with deficits in social interaction and communication, alongside repetitive, restricted, and stereotyped behavior. ASC is highly heritable. The gamma-aminobutyric acid (GABA)-ergic system has been associated consistently with atypicalities in autism, in both genetic association and expression studies. A key component of the GABA-ergic system is encoded by the GABRB3 gene, which has been previously implicated both in ASC and in individual differences in empathy. METHODS: In this study, 45 genotyped single nucleotide polymorphisms (SNPs) within GABRB3 were tested for association with Asperger syndrome (AS), and related quantitative traits measured through the following tests: the Empathy Quotient (EQ), the Autism Spectrum Quotient (AQ), the Systemizing Quotient-Revised (SQ-R), the Embedded Figures Test (EFT), the Reading the Mind in the Eyes Test (RMET), and the Mental Rotation Test (MRT). Two-loci, three-loci, four-loci haplotype analyses, and one seven-loci haplotype analysis were also performed in the AS case--control sample. RESULTS: Three SNPs (rs7180158, rs7165604, rs12593579) were significantly associated with AS, and two SNPs (rs9806546, rs11636966) were significantly associated with EQ. Two SNP-SNP pairs, rs12438141-rs1035751 and rs12438141-rs7179514, showed significant association with variation in the EFT scores. One SNP-SNP pair, rs7174437-rs1863455, was significantly associated with variation in the MRT scores. Additionally, a few haplotypes, including a 19 kb genomic region that formed a linkage disequilibrium (LD) block in our sample and contained several nominally significant SNPs, were found to be significantly associated with AS. CONCLUSION: The current study confirms the role of GABRB3 as an important candidate gene in both ASC and normative variation in related endophenotypes.

Genetic algorithm inversion of the average 1D crustal structure using local and regional earthquakes

Knowing the best 1D model of the crustal and upper mantle structure is useful not only for routine hypocenter determination, but also for linearized joint inversions of hypocenters and 3D crustal structure, where a good choice of the initial model can be very important. Here, we tested the combination of a simple GA inversion with the widely used HYPO71 program to find the best three-layer model (upper crust, lower crust, and upper mantle) by minimizing the overall P- and S-arrival residuals, using local and regional earthquakes in two areas of the Brazilian shield. Results from the Tocantins Province (Central Brazil) and the southern border of the Sao Francisco craton (SE Brazil) indicated an average crustal thickness of 38 and 43 km, respectively, consistent with previous estimates from receiver functions and seismic refraction lines. The GA + HYPO71 inversion produced correct Vp/Vs ratios (1.73 and 1.71, respectively), as expected from Wadati diagrams. Tests with synthetic data showed that the method is robust for the crustal thickness, Pn velocity, and Vp/Vs ratio when using events with distance up to about 400 km, despite the small number of events available (7 and 22, respectively). The velocities of the upper and lower crusts, however, are less well constrained. Interestingly, in the Tocantins Province, the GA + HYPO71 inversion showed a secondary solution (local minimum) for the average crustal thickness, besides the global minimum solution, which was caused by the existence of two distinct domains in the Central Brazil with very different crustal thicknesses. (C) 2010 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Optimal subdivision of land in agrarian reform projects: an analysis using genetic algorithms

J.A. Ferreira Neto, E.C. Santos Junior, U. Fra Paleo, D. Miranda Barros, and M.C.O. Moreira. 2011. Optimal subdivision of land in agrarian reform projects: an analysis using genetic algorithms. Cien. Inv. Agr. 38(2): 169-178. The objective of this manuscript is to develop a new procedure to achieve optimal land subdivision using genetic algorithms (GA). The genetic algorithm was tested in the rural settlement of Veredas, located in Minas Gerais, Brazil. This implementation was based on the land aptitude and its productivity index. The sequence of tests in the study was carried out in two areas with eight different agricultural aptitude classes, including one area of 391.88 ha subdivided into 12 lots and another of 404.1763 ha subdivided into 14 lots. The effectiveness of the method was measured using the shunting line standard value of a parceled area lot`s productivity index. To evaluate each parameter, a sequence of 15 calculations was performed to record the best individual fitness average (MMI) found for each parameter variation. The best parameter combination found in testing and used to generate the new parceling with the GA was the following: 320 as the generation number, a population of 40 individuals, 0.8 mutation tax, and a 0.3 renewal tax. The solution generated rather homogeneous lots in terms of productive capacity.

Genetic parameters for test-day yield of milk, fat and protein in buffaloes estimated by random regression models

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

RAPD analysis of genetic variability in a multiprovenance base population of Eucalyptus grandis hill ex maiden

Este estudo visou avaliar a variabilidade e distância genética dentro de uma população-base de melhoramento genético de Eucalyptus grandis. A avaliação da variabilidade genética tem como objetivos principais analisar a base genética da população-base e montar um banco de dados marcadores moleculares da população em análise. Essa população é formada por 327 indivíduos, principalmente das procedências de Coff's Harbour, Atherton e Rio Claro. Devido à heterozigosidade natural dessa população, ela pode ser dividida em diversas subpopulações, de acordo com a latitude e longitude de origem; e dentro de subpopulações, em função do grau de melhoramento genético já realizado do material analisado no Brasil. Isso permitiu avaliar quanto da variabilidade detectada dentro da população-base foi devido a esses fatores: procedência e grau de melhoramento. A aplicação da técnica RAPD permitiu avaliar 70 locos polimórficos, que foram analisados utilizando-se o coeficiente de Jaccard, o que resultou em matrizes de similaridade genética entre os indivíduos. Os dados de similaridade genética posteriormente foram submetidos à análise estatística. Osdados indicaram que a população-base apresenta ampla base genética, com média de similaridade genética de 0,328. O subgrupo denominado Região 3, composto por material selvagem da macrorregião de Atherton, juntamente com material de APS da macrorregião de Coff's Harbour, foi um dos que mais contribuíram para a ampla base genética da população-base. Foi possível detectar diferença estatística entre as populações selvagens das procedências de Atherton e Coff's Harbour, assim como entre essas procedências e a de Rio Claro.

CHARACTERIZATION of RALSTONIA SOLANACEARUM STRAINS FROM BRAZIL USING MOLECULAR METHODS and PATHOGENICITY TESTS

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Multi-population genetic algorithm to solve the synchronized and integrated two-level lot sizing and scheduling problem

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)