Urinary Sphincter Based on Electronics and Artificial Muscles

Objectives: The AMS 800 is the current artifi cial urinary sphincter (AUS) forincontinence due to intrinsic sphincter defi ciency. Despite good clinical results,technical failures inherent to the hydraulic mechanism or urethral ischemicinjury contribute to revisions up to 60%. We are developing an electronic AUS,called ARTUS to overcome the rigors of AMS. The objective of this study wasto evaluate the technical effi cacy and tissue tolerance of the ARTUS systemin an animal model.Methods: The ARTUS is composed by three parts: thecontractile unit, a series of rings and an integrated microprocessor. The contractileunit is made of Nitinol fi bers. The rings are placed around the urethrato control the fl ow of urine by squeezing the urethra. They work in a sequentialalternative mode and are controlled by a microprocessor. In the fi rst phase athree-rings device was used while in the second phase a two-rings ARTUS wasused. The device was implanted in 14 sheep divided in two groups of six andeight animals for study purpose. The fi rst group aimed at bladder leak pointpressure (BLPP) measurement and validation of the animal model; the secondgroup aimed at verifying midterm tissue tolerance by explants at twelve weeks.General animal tolerance was also evaluated.Results: The ARTUS systemimplantation was uneventful. When the system was activated, the BLPP wasmeasured at 1.038 ± 0.044 bar (mean ± SD). Urethral tissue analysis did notshow signifi cant morphological changes. No infection and no sign of discomfortwere noted in animals at 12 weeks.Conclusions: The ARTUS proved to beeffective in continence achievement in this study. Histological results supportour idea that a sequential alternative mode can avoid urethral atrophy andischemia. Further technical developments are needed to verify long-termoutcome and permit human use.

Single-fiber electromyography of the laryngeal muscles.

Single-fiber electromyography (SFEMG) is useful in the evaluation of disorders of neuromuscular transmission and the assessment of motor unit morphology. Standard EMG techniques are used routinely in the evaluation of laryngeal dysfunction, but the feasibility of laryngeal SFEMG has not been established. We, therefore, performed laryngeal SFEMG in 10 normal individuals to demonstrate the feasibility of the technique and generate preliminary normative data. We also studied 2 patients with amyotrophic lateral sclerosis and 1 patient previously treated with botulinum toxin for comparative purposes.

Cellular distribution of Hsp70 expression in rat skeletal muscles. Effects of moderate exercise training and chronic hypoxia.

Rat hindlimb muscles constitutively express the inducible heat shock protein 72 (Hsp70), apparently in proportion to the slow myosin content. Since it remains controversial whether chronic Hsp70 expression reflects the overimposed stress, we investigated Hsp70 cellular distribution in fast muscles of the posterior rat hindlimb after (1) mild exercise training (up to 30 m/min treadmill run for 1 h/day), which induces a remodeling in fast fiber composition, or (2) prolonged exposure to normobaric hypoxia (10%O(2)), which does not affect fiber-type composition. Both conditions increased significantly protein Hsp70 levels in the skeletal muscle. Immunohistochemistry showed the labeling for Hsp70 in subsets of both slow/type 1 and fast/type 2A myofibers of control, sedentary, and normoxic rats. Endurance training increased about threefold the percentage of Hsp70-positive myofibers (P < 0.001), and changed the distribution of Hsp70 immunoreactivity, which involved a larger subset of both type 2A and intermediate type 2A/2X myofibers (P < 0.001) and vascular smooth muscle cells. Hypoxia induced Hsp70 immunoreactivity in smooth muscle cells of veins and did not increase the percentage of Hsp70-positive myofibers; however, sustained exposure to hypoxia affected the distribution of Hsp70 immunoreactivity, which appeared detectable in a very small subset of type 2A fibers, whereas it concentrated in type 1 myofibers (P < 0.05) together with the labeling for heme-oxygenase isoform 1, a marker of oxidative stress. Therefore, the chronic induction of Hsp70 expression in rat skeletal muscles is not obligatory related to the slow fiber phenotype but reveals the occurrence of a stress response.

Gene-mediated restoration of normal myofiber elasticity in dystrophic muscles.

Dystrophin mediates a physical link between the cytoskeleton of muscle fibers and the extracellular matrix, and its absence leads to muscle degeneration and dystrophy. In this article, we show that the lack of dystrophin affects the elasticity of individual fibers within muscle tissue explants, as probed using atomic force microscopy (AFM), providing a sensitive and quantitative description of the properties of normal and dystrophic myofibers. The rescue of dystrophin expression by exon skipping or by the ectopic expression of the utrophin analogue normalized the elasticity of dystrophic muscles, and these effects were commensurate to the functional recovery of whole muscle strength. However, a more homogeneous and widespread restoration of normal elasticity was obtained by the exon-skipping approach when comparing individual myofibers. AFM may thus provide a quantification of the functional benefit of gene therapies from live tissues coupled to single-cell resolution.

Défaillances respiratoires aiguës d'origine neuromusculaire [Acute respiratory failure due to neuromuscular disorders].

Numerous acute and chronic neuromuscular disorders may induce an acute ventilatory failure. The latter is sometimes triggered by a complication like a bronchial aspiration, a pneumonia, or an atelectasis. The acute ventilatory failure often develops insidiously and may be missed until the terminal event. Four different clinical presentations are depicted in this review: slowly progressive (Duchenne muscular dystrophy), rapidly progressive (Guillain-Barré syndrome), chronic with exacerbations (myasthenia gravis), and a form consecutive to critical care (critical care polyneuropathy and myopathy). For each type of ventilatory failure, the review discusses the preventive surveillance, the treatment of acute respiratory failure, and the long-term management.

Traitments antibiotiques simplifies : l'exemple des infections des voies respiratoires supérieures

Les bénéfices d'une antibiothérapie simplifiée sont une meilleure compilance, une diminution des coûts et une diminution de la résistance. Plusieurs molécules récentes sont efficaces pour le traitement court (5 jours) de l'angine streptococcique, de l'otite et de la sinusite. Leur avantage est leur biodisponibilité ; leur inconvénient un spectre élargi. Le spectre élargi bénéficie au thérapeute et la santé publique ; il limite les procédures diagnostiques et les échecs thérapeutiques. Les victimes en sont les patients et aussi la santé publique, par l'augmentation des effets secondaires et de la résistance aux antibiotiques. Le diagnostic bactérien permet de cibler l'antibiotique et de raccourcir le traitement. Les outils de diagnostic rapide sont essentiels à cette stratégie.

Role of CD4+CD25+ regulatory T cells in the antigen specific induction of tolerance "via" the nasal route

ABSTRACT Asthma is a complex inflammatory syndrome caused by environmental factors in predisposed individuals (atopics). Its severity correlates with the presence of activated T lymphocytes and eosinophils in the bronchoalveolar lavage fluid (BALF). Induction of tolerance via the nasal route results in reduced recruitment of eosinophils into BALF upon challenge, inhibition of TH2 pro-inflammatory cytokine secretion and T cell hyporesponsiveness. Recently, CD4+CD25+ natural regulatory T cells (Treg) were proposed as key players in controlling the development of asthma and allergic disease. The objective of the present study is to investigate the role of CD4+CD25+ regulatory T cells in the mechanisms leading to tolerance in an established model of asthma. In this goal we depleted CD4+CD25+ T cells at different times during asthma and tolerance induction protocol in mice and looked at efficiency of tolerization (intranasal application of high dose of allergen) in the absence of natural Tregs. First, ovalbumin-sensitized mice were depleted of CD25+ T cells by intraperitoneal injection of anti-CD25 mAb (PC61) either for along-term (repeated injections of anti-CD25 from day 31 until the end of the protocol) or a short-term period (single injection of anti-CD25 before or after tolerance induction). We demonstrated that the long-term depletion of CD4+CD25+ T cells severely hampered tolerance induction (marked enhancement in eosinophil recruitment into BALF and a vigorous antigen specific T cell response to OVA upon allergen challenge) whereas transient depletions were not sufficient to do so. We then characterized T cell subsets by flow cytometry and observed that a large part of CD4+CD25+ T cells express Foxp3, an established marker of regulatory T cells. We also tested in-vitro suppressor activity of CD4+CD25+ T cells from tolerized mice by cell proliferation assay in coculture and observed a strong suppressive activity. Our data suggest that CD4+CD25+ T cells with regulatory properties play a crucial role in the induction of tolerance via the nasal route. The relationship between CD25+ natural Treg and inducible IL-10+ TRl-type Treg will have to be defined. RESUME L'asthme est un syndrome inflammatoire complexe provoqué par des facteurs environnementaux chez des individus génétiquement prédisposés (atopiques). Sa sévérité corrèle avec la présence des lymphocytes T activés et d'éosinophiles dans le lavage bronchoalvéolaire (BAL). L'induction de la tolérance par la voie nasale résulte en une diminution du recrutement des eosinophils dans le BAL, une inhibition de la sécrétion de cytokines pro-inflammatoires de type TH2 et de l'hypo-réponse des cellules T à l'allergène. Récemment, les cellules régulatrices «naturelles » de type CD4+CD25+ T (Tregs) ont été proposées comme acteurs essentiels dans le développement de l'asthme et de l'allergie. L'objectif de cette étude est d'étudier le rôle des cellules régulatrices CD4+CD25+ T dans les mécanismes menant à la tolérance dans un modèle établi d'asthme. Dans ce but nous avons déplété les cellules de CD4+CD25+ T à différents temps au cours du protocole d'induction d'asthme et de tolérance et nous avons regardé l'efficacité de l'induction de tolérance (application intranasale d'une dose importante d'allergène) en l'absence de Tregs. Dans un premier temps des souris sensibilisées à l'ovalbumine (OVA) ont été déplétées en cellules CD25+ T par l'injection intrapéritonéale d'anti-CD25 mAb (PC61) pour une longue période (injections répétées d'anti-CD25 du jour 31 jusqu'à la fin du protocole) ou pour une courte période (injection unique d'anti-CD25 avant ou après l'induction de tolérance). Nous avons démontré que la déplétion à long t erme des cellules de CD4+CD25+ T a empêché l'induction de tolérance (recrutement accru d'éosinophiles dans le BAL et une réponse vigoureuse des cellules T spécifiques de l'antigène après exposition à l'allergène) tandis des déplétions à court-terme n'ont pas cet effet. Nous avons ensuite caractérisé des sous-populations de cellules T par cytométrie de flux. Nous avons observé que la majorité des cellules CD4+CD25+ T expriment Foxp3, un marqueur établi des cellules régulatrices. Nous avons également examiné in vitro l'activité régulatrice des cellules T CD4+CD25+ issues de souris tolérisées. La prolifération de cellules T en coculture a démontré une forte activité suppressive des cellules CD4+CD25+. Nos données suggèrent que des cellules T CD4+CD25+ ayant des propriétés régulatrices jouent un rôle crucial dans l'induction de la tolérance par la voie nasale. Le rapport entre les cellules régulatrices naturelles CD4+CD25+ et les cellules régulatrices inductible de type TR1 I1-10+ devra être défini. RESUME DESTINE A UN LARGE PUBLIC L'asthme est une maladie inflammatoire des bronches, caractérisée par des crises de dyspnée (gêne respiratoire) témoignant d'une activation brutale des muscles bronchoconstricteurs, auxquelles s'associent un oedème et une hypersécrétion des muqueuses des voies aériennes ainsi qu'une importante production d'anticorps de l'allergie (IgE). Chez la plupart des enfants atteints et chez près de la moitié des adultes concernés par l'asthme, c'est une allergie à des substances présentes dans l'air environnant (acariens, pollens ou poils d'animaux) qui est à l'origine de la maladie. . Le traitement actuel de l'asthme repose d'une part sur le soulagement des symptômes grâce à des produits à base de stéroïdes ou des bronchodilatateurs. D'autre part, l'immunothérapie spécifique (aussi appelée désensibilisation) permet d'améliorer l'asthme et de «reprogrammer» le système immunitaire. C'est à ce jour, le seul moyen connu de faire régresser une allergie. Cependant l'immunothérapie prend beaucoup de temps (3 à 5 ans) et ne marche pas à tous les coups ni pour tous les antigènes. Il est donc important de mieux comprendre les mécanismes impliqués lors d'un tel traitement afin d'en améliorer l'efficacité. Af n de pouvoir investiguer en détail ces mécanismes des modèles d'immunothérapie ont été mis au point chez la souris. Notre étude se base sur un modèle d'asthme allergique chez la souris. Des souris sont rendues allergiques à l'ovalbumine (OVA) et présentent alors les caractéristiques majeures de l'asthme humain (recrutement de cellules inflammatoires dans les poumons, augmentation de la production d'IgE et de la résistance des bronches aux flux respiratoires). Ces souris asthmatiques une fois traitées par l'application nasale d'OVA (forme d'immunothérapie muqueuse) ne développent plus de réaction allergique lors d'une ré-exposition à l'allergène. Notre hypothèse est que cette «guérison» (tolérance) est liée à l'action de cellules (lymphocytes T CD4) dites «régulatrices» et caractérisées par le marqueur CD25. Pour le démontrer, nous avons éliminé ces cellules «régulatrices» CD25 de nos souris asthmatiques grâce à un anticorps monoclonal spécifique. Nous n'avons dès lors plus été en mesure d'induire une tolérance à l'allergène. Ceci suggère donc un rôle clé des cellules «régulatrices» T CD4+CD25+ dans la réussite de l'immunothérapie nasale dans notre modèle. Nos résultats n'excluent pas la participation d'autres cellules telles que les lymphocytes producteurs d'IL-10 (lymphocytes régulateurs induits). Le rôle respectif de ces sous-populations régulatrices devra être examiné dans les études à venir. Une meilleure maîtrise des mécanismes de régulation pourrait s'avérer cruciale pour améliorer les thérapies de l'asthme.