Liberté de la recherche et modification du génome humain : le cas du transfert d'ooplasme

"Mémoire présenté à la faculté des études supérieures en vue de l'obtention du grade de maîtrise en droit (LL.M.) option droit, biotechnologies et société"

Nouvelle souche donneuse pour la conjugaison intergénérique avec les actinobactéries

Les actinomycètes filamenteux du sol appartenant au genre Frankia peuvent vivre librement en tant que saprophytes, ou encore s'associer aux racines de plantes pour former une symbiose. Malgré leur importance écologique et l'intérêt biologique qu'ils suscitent, plusieurs aspects de la biologie des Frankiaceae demeurent mal compris. Ceci est dû, entre autres, à leur faible taux de génération et à la difficulté de maintenir des cultures en croissance active, mais surtout, à l’absence d’outils génétiques fonctionnels et efficaces pour les étudier. En raison de l’importance environnementale de Frankia, la mise au point d’un système de modification génétique chez cette actinobactérie est devenue essentielle pour procéder à l’analyse fonctionnelle des gènes d’intérêt et étudier plus efficacement la physiologie et les interactions de ce symbiote actinorhizien avec ses plantes hôtes. Parmi les différentes méthodes de modification génétique, la conjugaison bactérienne semble un moyen efficace pour permettre l’échange de matériel génétique chez plusieurs actinomycètes. Ainsi, la souche Escherichia coli ET12567, fréquemment utilisée lors des conjugaisons intergénériques avec diverses actinobactéries, dont Streptomyces, Amycolatopsis, Kitasatospora et Micromonospora, semble une bonne candidate pour servir de bactérie donneuse lors des conjugaisons intergénériques. Comme l'utilisation d'une souche donneuse auxotrophe permet de faciliter l'étape de contre-sélection, la mutation dapA, codant pour la synthèse de l'acide diaminopimélique (DAP), sera introduite chez E. coli ET12567/pUZ8002. Étant donné que le DAP est un constituant essentiel de la paroi de peptidoglycane et un précurseur de la lysine, cette souche sera totalement dépendante de l'ajout de DAP exogène dans le milieu de culture. Ainsi, la contre-sélection se fera simplement en cessant l'ajout de DAP, rendant cette étape non seulement plus facile et efficace, mais aussi permettant d'éviter l'utilisation d'antibiotique. La croissance des exconjugants peut ainsi se faire dans des conditions optimales, ce qui est particulièrement intéressant pour les actinomycètes présentant une croissance lente comme c'est le cas pour Frankia. Les résultats obtenus montrent que l'utilisation de l'acide nalidixique est moins efficace que la déplétion en DAP pour contre-sélectionner la souche donneuse après conjugaison. L'utilisation d'un mutant ΔdapA comme alternative à l'utilisation d'antibiotique rend la conjugaison bactérienne accessible à un plus large spectre de microorganismes potentiellement sensibles à l'acide nalidixique. Il est clair que les stratégies de clonage qui seront développées auront un impact significatif sur la recherche fondamentale et appliquée chez les actinomycètes, permettant des analyses fonctionnelles des gènes d’intérêts, que ce soit par interruption ou remplacement de gènes ou encore par complémentation génique.

Étude de la protéine sigma 1 de réovirus par génétique inverse.

Réovirus, connu sous le nom REOLYSIN®, est présentement à l'étude à titre d'agent oncolytique. Or, la spécificité du virus pour les cellules cancéreuses pourrait être optimisée par une modification au niveau de la protéine d'attachement σ1. La présente étude vise à démontrer qu'une telle amélioration est possible par l'utilisation de la méthode nouvellement décrite de génétique inverse. Par cette technique, il est possible d'ajouter un polypeptide d'une longueur de quarante acides aminés à l'extrémité C-terminale de σ1. Il est aussi possible d'engendrer des virus mutés en leur site d'activité mucinolytique. Les virus nouvellement créés démontrent une efficacité de réplication diminuée, mais demeurent infectieux. Contrairement aux méthodes traditionnellement utilisées avec réovirus, la méthode de génétique inverse permet de conserver les mutations engendrées, par substitution ou addition, au cours des cycles de réplication. Une telle étude démontre qu'il serait possible de modifier le tropisme de réovirus.

L'État et la gouverne des services de santé : étude du secteur de la génétique au Québec

La reconnaissance du pluralisme du système de santé, et donc des interdépendances unissant l’État aux acteurs participant à l’offre des services de santé, pose non seulement la question de la capacité de l’État à gouverner selon ses objectifs, mais aussi celle de la forme des interventions entreprises à cette fin. Cette thèse vise à comprendre comment se développe la participation de l’État à la gouverne d’un secteur de services de santé, et plus particulièrement comment ses interactions avec les acteurs impliqués dans l’offre des services affectent, au fil du temps, les possibilités d’actions étatiques sous-jacentes à la sélection d’instruments de gouverne spécifiques. Elle propose pour ce faire un modèle théorique qui s’inspire de la littérature traitant des instruments de gouverne ainsi que de la théorie de la pratique (Bourdieu). La participation de l’État à la gouverne y est conçue comme le résultat d’un processus historique évolutif, marqué alternativement par des périodes de stabilité et de changement en regard des instruments mobilisés, qui se succèdent selon l’articulation des interactions et des contextes affectant les possibilités d’action que les acteurs perçoivent avoir. Ce modèle a été appliqué dans le cadre d’une étude de cas portant sur le secteur génétique québécois (1969-2010). Cette étude a impliqué l’analyse processuelle et interprétative de données provenant de sources documentaires et d’entrevues réalisées auprès de représentants du ministère de la Santé et des Services sociaux ainsi que de médecins et chercheurs œuvrant dans le secteur de la génétique. Ces analyses font émerger quatre périodes de stabilité en regard des instruments de gouverne mobilisés, entrecoupées de périodes de transition au cours desquelles le Ministère opère une hybridation entre les instruments jusque là employés et les nouvelles modalités d’intervention envisagées. Ces résultats révèlent également que l’efficacité de ces instruments - c’est-à-dire la convergence entre les résultats attendus et produits par ceux-ci - perçue par le Ministère constitue un facteur de première importance au regard de la stabilisation et du changement des modalités de sa participation à la gouverne de ce secteur. En effet, lorsque les instruments mobilisés conduisent les médecins et chercheurs composant le secteur de la génétique à agir et interagir de manière à répondre aux attentes du Ministère, les interventions ministérielles tendent à se stabiliser autour de certains patterns de gouverne. À l’inverse, le Ministère tend à modifier ses modes d’intervention lorsque ses interactions avec ces médecins et chercheurs le conduisent à remettre en cause l’efficacité de ces patterns. On note cependant que ces changements sont étroitement liés à une évolution particulière du contexte, amenant une modification des possibilités d’action dont disposent les acteurs. Ces résultats révèlent enfin certaines conditions permettant au Ministère de rencontrer ses objectifs concernant la gouverne du secteur de la génétique. Les instruments qui impliquent fortement les médecins et chercheurs et qui s’appuient sur des expertises qu’ils considèrent légitimes semblent plus susceptibles d’amener ces derniers à agir dans le sens des objectifs ministériels. L’utilisation de tels instruments suppose néanmoins que le Ministère reconnaisse sa propre dépendance vis-à-vis de ces médecins et chercheurs.

Prédisposition génétique à la chronicité des symptômes post-commotionnels à la suite d'un traumatisme crânio-cérébral léger

La prévalence des troubles du sommeil et de douleur chronique est élevée chez le patient ayant subi un traumatisme crânien cérébral léger (TCCL). L’interaction entre ces plaintes est suggérée chez les patients avec un TCCL mais son étiologie reste encore peu connue. Les résultats de recherche présentés dans le premier article de cette thèse suggèrent que les patients avec un TCCL qui souffrent de douleur ont une modification des ondes cérébrales durant leur sommeil, ce qui pourrait expliquer en partie comment les deux symptômes interagissent. De plus, la douleur, surtout si associée à des troubles de l’humeur, semble jouer un rôle majeur dans la persistance des symptômes post-commotionnels. Le deuxième article de cette thèse décrit une exacerbation des symptômes post-commotionnels chez le patient ayant eu un TCCL et souffrant de douleur. La persistance ou l’apparition de la douleur chronique à long terme serait prédite par le polymorphisme val66met du gène brain-derived neurotrophic factor (BDNF). Une étude subséquente, présentée dans le troisième article, nous a permis d’approfondir les bases génétiques et cellulaires du rôle du BDNF dans la persistance des symptômes post-commotionnels. Des polymorphismes fréquents dans le gène BDNF ont révélé des variantes liées au mauvais pronostic suite à un TCCL. De plus, l’analyse de cellules extraites de patients ayant subi un TCCL démontrent que l’expression de la protéine BDNF peut être modifiée chez le patient de génotype met66 et ayant subi un TCCL, lui conférant ainsi un rôle neuroprotecteur potentiel. En résumé, nous avons tenté de démontrer dans cette thèse que la douleur suite à un TCCL joue un rôle important dans les perturbations du sommeil et dans la persistance des symptômes post-commotionnels. Une prédisposition génétique pourrait contribuer à expliquer le mauvais pronostic et la chronicité des symptômes post-commotionnels suite à un TCCL.

Variations dans la réponse de la diversité génétique de populations de couleuvres insulaires faisant face à la perte d’habitat

Projet de recherche réalisé avec Bernard Angers comme directeur de maîtrise, Denis Réale en tant que co-directeur et grâce à la collaboration active d'Emmanuel Milot.

Criblage génétique à la recherche de nouveaux gènes essentiels influençant l’homéostasie des télomères chez Saccharomyces cerevisiae : Un défi de tailles.

Résumé : Chez la levure Saccharomyces cerevisiae, la régulation de la longueur des télomères témoigne de la compensation entre mécanismes d'érosion (exonucléases, réplication semi-conservative et résection), facteurs d’élongation (la télomérase, transcriptase inverse à l'action retrouvée dans 90% des cancers humains) et actions de diverses protéines de régulation télomérique spécifiques, conférant aux télomères leur caractère de « capuchon » protégeant les extrémités des chromosomes eucaryotes. Afin de savoir si les gènes impossibles à déléter, car essentiels à la survie cellulaire, jouent aussi un rôle sur l’homéostasie télomérique, j'ai réalisé un criblage génétique utilisant des mutants tet-off de la levure pour lesquels la sous-expression considérable d'un gène essentiel a été induite de façon conditionnelle. Ceci permet d’étudier les effets qui en résultent sur l’homéostasie des télomères. Au total, mon travail a traité plus de 662 gènes essentiels pour lesquels j'ai analysé le phénotype de longueur des télomères de manière qualitative par comparaison des télomères de souches mutées par rapport à ceux de souches de type sauvage. Puis, grâce à l’amélioration technique que j'ai mise au point, la quantification de la taille des répétitions télomériques de 300 de ces souches a déjà pu être précisément analysée. Il est notable que tous les gènes essentiels étudiés ici ont des effets très différents qui résultent en des chromosomes possédant des télomères de longueur très inégale. Pour près de 40% des mutants analysés, les tailles de télomères sont apparues critiquement différentes de celles normalement présentées par la levure, beaucoup de ces gènes essentiels étant impliqués dans des mécanismes affectant le cycle cellulaire, la réparation, etc. La majorité des gènes criblés apporte un important complément d’information dans une littérature presque inexistante sur les effets de gènes essentiels de la levure au niveau de la biologie des télomères. C’est le cas des mutations de YHR122W (montrant des télomères long) et YOR262W (télomères courts), deux gènes qui sont apparus d'après mes résultats nécessaires au maintien de l'homéostasie télomérique (prenant place dans un grand ensemble de gènes que j’ai dénommé gènes ETL pour Essential for Telomere Length Maintenance).

Bioactive mesopore-glass microspheres with controllable protein-delivery properties by biomimetic surface modification

Microsphere systems with the ideal properties for bone regeneration need to be bioactive, and at the same time possess the capacity for controlled protein/drug-delivery; however, the current crop of microsphere system fails to fulfill these properties. The aim of this study was to develop a novel protein-delivery system of bioactive mesoporous glass (MBG) microspheres by a biomimetic method through controlling the density of apatite on the surface of microspheres, for potential bone tissue regeneration. MBG microspheres were prepared by using the method of alginate cross-linking with Ca2+ ions. The cellular bioactivity of MBG microspheres was evaluated by investigating the proliferation and attachment of bone marrow stromal cell (BMSC). The loading efficiency and release kinetics of bovine serum albumin (BSA) on MBG microspheres were investigated after coprecipitating with biomimetic apatite in simulated body fluids (SBF). The results showed that MBG microspheres supported BMSC attachment and the Si containing ionic products from MBG microspheres stimulated BMSCs proliferation. The density of apatite on MBG microspheres increased with the length of soaking time in SBF. BSA-loading efficiency of MBG was significantly enhanced by co-precipitating with apatite. Furthermore, the loading efficiency and release kinetics of BSA could be controlled by controlling the density of apatite formed on MBG microspheres. Our results suggest that MBG microspheres are a promising protein-delivery system as a filling material for bone defect healing and regeneration.

Family-focused weight management program for five- to nine-year-olds incorporating parenting skills training with healthy lifestyle information to support behaviour modification

his case study aims to describe how general parenting principles can be used as part of parent-led, family-focused child weight management that is in line with current Australian Clinical Practice Guidelines. A parent-led, family-focused child weight management program was designed for use by dietitians with parents of young children (five- to nine-year-olds). The program utilises the cornerstones of overweight treatment: diet, activity, behaviour modification and family support delivered in an age-appropriate, family-focused manner. Parents participate in 16 sessions (4 parenting-focused, 8 lifestyle-focused and 4 individual telephone support calls) conducted weekly, fortnightly then monthly over six months. This case study illustrates how a family used the program, resulting in reduced degree of overweight and stabilised waist circumference in the child over 12 months. In conclusion, linking parenting skills to healthy family lifestyle education provides an innovative approach to family-focused child weight management. It addresses key Australian Clinical Practice Guidelines, works at the family level, and provides a means for dietitians to easily adopt age-appropriate behaviour modification as part of their practice.

Development of accident modification factors on intersection crash maneuvers

In order to estimate the safety impact of roadway interventions engineers need to collect, analyze, and interpret the results of carefully implemented data collection efforts. The intent of these studies is to develop Accident Modification Factors (AMF's), which are used to predict the safety impact of various road safety features at other locations or in upon future enhancements. Models are typically estimated to estimate AMF's for total crashes, but can and should be estimated for crash outcomes as well. This paper first describes data collected with the intent estimate AMF's for rural intersections in the state of Georgia within the United Sates. Modeling results of crash prediction models for the crash outcomes: angle, head-on, rear-end, sideswipe (same direction and opposite direction) and pedestrian-involved crashes are then presented and discussed. The analysis reveals that factors such as the Annual Average Daily Traffic (AADT), the presence of turning lanes, and the number of driveways have a positive association with each type of crash, while the median width and the presence of lighting are negatively associated with crashes. The model covariates are related to crash outcome in different ways, suggesting that crash outcomes are associated with different pre-crash conditions.

Modification and validation of a microwave-assisted digestion method for subsequent ICP-MS determination of selected heavy metals in sediment and fish samples in Agusan River, Philippines

This study investigated, validated, and applied the optimum conditions for a modified microwave assisted digestion method for subsequent ICP-MS determination of mercury, cadmium, and lead in two matrices relevant to water quality, that is, sediment and fish. Three different combinations of power, pressure, and time conditions for microwave-assisted digestion were tested, using two certified reference materials representing the two matrices, to determine the optimum set of conditions. Validation of the optimized method indicated better recovery of the studied metals compared to standard methods. The validated method was applied to sediment and fish samples collected from Agusan River and one of its tributaries, located in Eastern Mindanao, Philippines. The metal concentrations in sediment ranged from 2.85 to 341.06 mg/kg for Hg, 0.05 to 44.46 mg/kg for Cd and 2.20 to 1256.16 mg/kg for Pb. The results indicate that the concentrations of these metals in the sediments rapidly decrease with distance downstream from sites of contamination. In the selected fish species, the metals were detected but at levels that are considered safe for human consumption, with concentrations of 2.14 to 6.82 μg/kg for Hg, 0.035 to 0.068 μg/kg for Cd, and 0.019 to 0.529 μg/kg for Pb.

Surface modification of alumina nanofibres for the selective adsorption of alachlor and imazaquin herbicides

The effective removal of pollutants using a thermally and chemically stable substrate that has controllable absorption properties is a goal of water treatment. In this study, the surfaces of thin alumina (γ-Al2O3) nanofibres were modified by the grafting either of two organosilane agents, 3-chloro-propyl-triethoxysilane (CPTES) and octyl-triethoxysilane (OTES). These modified materials were then trialed as absorbents for the removal of two herbicides, alachlor and imazaquin from water. The formation of organic groups during the functionalisation process established super hydrophobic sites on the surfaces of the nanofibres. This super hydrophobic group is a kind of protruding adsorption site which facilitates the intimate contact with the pollutants. OTES grafted substrate were shown to be more selective for alachlor while imazaquin selectivity is shown by the CPTES grafted substrate. Kinetics studies revealed that imazaquin was rapidly adsorbed on CPTES-modified surfaces. However, the adsorption of alachlor by OTES grafted surface was achieved more slowly.