Early pattern recognition in severe perinatal asphyxia: a prospective MRI study.

On the basis of MRI examinations in 88 neonates and infants with perinatal asphyxia, we defined 6 different patterns on T2-weighted images: pattern A--scattered hyperintensity of both hemispheres of the telencephalon with blurred border zones between cortex and white matter, indicating diffuse brain injury; pattern B--parasagittal hyperintensity extending into the corona radiata, corresponding to the watershed zones; pattern C--hyper- and hypointense lesions in thalamus and basal ganglia, which relate to haemorrhagic necrosis or iron deposition in these areas; pattern D--periventricular hyperintensity, mainly along the lateral ventricles, i.e. periventricular leukomalacia (PVL), originating from the matrix zone; pattern E--small multifocal lesions varying from hyper--to hypointense, interpreted as necrosis and haemorrhage; pattern F--periventricular centrifugal hypointense stripes in the centrum semiovale and deep white matter of the frontal and occipital lobes. Contrast was effectively inverted on T1-weighted images. Patterns A, B and C were found in 17%, 25% and 37% of patients, and patterns D, E and F in 19%, 17% and 35%, respectively. In 49 patients a combination of patterns was observed, but 30% of the initial images were normal. At follow-up, persistent abnormalities were seen in all children with patterns A and D, but in only 52% of those with pattern C. Myelination was retarded most often in patients with diffuse brain injury and PVL (patterns A and D).

A MODEL OF CREATINE DEFICIENCY SYNDROMES IN 3D BRAIN CELL CULTURES BY KNOCKDOWN OF GAMT AND SLC6A8 GENES

La créatine joue un rôle essentiel dans le métabolisme cellulaire par sa conversion, par la creatine kinase, en phosphocreatine permettant la régénération de l'ATP. La synthèse de créatine, chez les mammifères, s'effectue par une réaction en deux étapes impliquant Γ arginine: glycine amidinotransférase (AGAT) et la guanidinoacétate méthyltransférase (GAMT). L'entrée de créatine dans les cellules s'effectue par son transporteur, SLC6A8. Les déficiences en créatine, dues au déficit en GAMT, AGAT ou SLC6A8, sont fréquentes et caractérisées par une absence ou une forte baisse de créatine dans le système nerveux central. Alors qu'il est connu que AGAT, GAMT et SLC6A8 sont exprimés par le cerveau, les conséquences des déficiences en créatine sur les cellules nerveuses sont peu comprises. Le but de ce travail était de développer de nouveaux modèles expérimentaux des déficiences en Cr dans des cultures 3D de cellules nerveuses de rat en agrégats au moyen de l'interférence à l'ARN appliquée aux gènes GAMT et SLC6A8. Des séquences interférentes (shRNAs) pour les gènes GAMT et SLC6A8 ont été transduites par des vecteurs viraux AAV (virus adéno-associés), dans les cellules nerveuses en agrégats. Nous avons ainsi démontré une baisse de l'expression de GAMT au niveau protéique (mesuré par western blot), et ARN messager (mesuré par qPCR) ainsi qu'une variation caractérisitique de créatine et guanidinoacétate (mesuré par spectrométrie de masse). Après avoir validé nos modèles, nous avons montré que les knockdown de GAMT ou SLC6A8 affectent le développement des astrocytes et des neurones ou des oligodendrocytes et des astrocytes, respectivement, ainsi qu'une augmentation de la mort cellulaire et des modifications dans le pattern d'activation des voies de signalisation impliquant caspase 3 et p38 MAPK, ayant un rôle dans le processus d'apoptose. - Creatine plays essential roles in energy metabolism by the interconversion, by creatine kinase, to its phosphorylated analogue, phosphocreatine, allowing the regeneration of ATP. Creatine is synthesized in mammals by a two step mechanism involving arginine:glycine amidinotransferase (AGAT) and guanidinoacetate methyltransferase (GAMT). Creatine is taken up by cells by a specific transporter, SLC6A8. Creatine deficiency syndromes, due to defects in GAMT, AGAT and SLC6A8, are among the most frequent inborn errors of metabolism, and are characterized by an absence or a severe decrease of creatine in central nervous system, which is the main tissue affected. While it is known that AGAT, GAMT and SLC6A8 are expressed in CNS, many questions remain on the specific effects of AGAT, GAMT and SLC6A8 deficiencies on brain cells. Our aim was to develop new experimental models of creatine deficiencies by knockdown of GAMT and SLC6A8 genes by RNAi in 3D organotypic rat brain cell cultures in aggregates. Specific shRNAs for the GAMT and SLC6A8 genes were transduced in brain cell aggregates by adeno-associated viruses (AAV). The AAV-transduced shRNAs were able to efficiently knockdown the expression of our genes of interest, as shown by a strong decrease of protein by western blotting, a decrease of mRNA by qPCR or characteristic variations of creatine and guanidinoacetate by tandem mass spectrometry. After having validated our experimental models, we have also shown that GAMT and SLC6A8 knockdown affected the development of astrocytes and neurons or oligodendrocytes and astrocytes, respectively. We also observed an increase of cell death and variations in activation pattern of caspase 3 and p38 MAPK pathways, involved in apoptosis, in our experimental model.

The adaptative function of melanin-based colour variants

Résumé : Les mécanismes de contrôle des couleurs mélaniques chez les vertébrés sont encore discutés parmi les biologistes de l'évolution. Une hypothèse récente affirme que les effets pléiotropies du système des mélanocortines expliquent l'association fréquente entre la coloration eumélanique noire (due à la déposition d'eumélanine) et de nombreux traits physiologiques et comportementaux. De nombreuses études suggèrent, en effet, que des niveaux plus élevés des mélanocortines induisent l'assombrissement des téguments eumélaniques et affectent d'autres traits phénotypiques simultanément. Cependant, il n'est pas encore établi si ce mécanisme de pléiotropie peut s'appliquer aux colorations dues à la déposition de phaeomélanine, une autre forme commune de mélanine. Les antagonistes des mélanocortines déclenchent le phaeomélanogenèse et bloquent l'effet des mélanocortines ou ont un effet pharmacologique opposé. Nous nous proposons donc d'évaluer l'hypothèse que les effets pléiotropes des antagonistes des mélanocortines génèrent des covariations entre la coloration phaeomélanique et des aspects de la qualité individuelle. Comme prédit par cette hypothèse, nous constatons chez la chouette effraie (Tyto alba) que les traits phénotypiques (résistance au stress oxydatif et aux parasites) corrèlent positivement au degré d'expression d'une couleur eumélanique mais négativement au degré d'expression d'une coloration phaeomélanique. Puis, nous montrons chez la chouette hulotte (Strix aluco) que les associations génétiques entre la coloration phaeomélanique et la physiologie (immunité et la régulation de l'homéostasie) confèrent des avantages aux individus de différentes couleurs dans différents environnements caractérisés par l'abondance de nourriture et le niveau d'exposition aux parasites. Ainsi, nos études soutiennent l'hypothèse que les effets pléiotropes des antagonistes des mélanocortines génèrent des covariations entre les traits mélaniques et divers aspects de la qualité individuelle. Finalement, nous montrons chez le faucon crécerelle (Falco Tinnunculus) que l'expression des ornements mélaniques est sensible à la qualité de l'environnement dans lequel les individus grandissent. Ceci suggère que les gènes codant pour les mélanocortines et leurs antagonistes pourraient induire une expression des traits mélaniques dépendante de la condition de l'individu, un pattern d'expression rarement observé pour des traits généralement sous fort contrôle génétique. Summary : The information content and control mechanisms of melanin-based colour signals in vertebrates are still debated among evolutionary biologists. A recent hypothesis contends that pleiotropic effects of the melanocortin system accounts for the frequent association between black eumelanic coloration and physiological and behavioural traits. Accordingly, empirical evidence suggests that higher levels of melanocortins concurrently promote darker eumelanic integuments and affect other phenotypic traits. However, whether this mechanism may apply to signals relying on phaeomelanin, another common form of melanin pigments, remains to be established. Melanocortin antagonists trigger phaeomelanogenesis and block the effect of melanocortins or result in the opposite pharmacological effect. Therefore, we tested the hypothesis that pleiotropic effects of melanocortin antagonists and inverse agonists account for covariations between phaeomelanin-based coloration and aspects of individual quality. As predicted, we found that phenotypic traits (resistance to oxidative stress and parasites) correlated positively with a eumelanic trait and negatively with a phaeomelanic trait in the barn owl (Tyto alba). Then, we showed in the tawny owl (Strix aluco) that genetic associations between phaeomelanin-based coloration and physiology (immunity and regulation of energy homeostasis) confer benefits to differently coloured individuals under different levels of food abundance and parasite exposure. Altogether, our studies support the hypothesis that pleiotropic effects of melanocortins antagonists can indeed account for covariations between phaeomelanin-based traits and aspects of individual quality. Eventually, we show in the Eurasian kestrel (Falco Tinnunculus) that expression of melanin-based ornaments is sensitive to the environment in which individuals grow. This suggests that genes coding for melanocortins and their antagonists can mediate the condition-dependent component of melanin-based traits.

Chemical composition of the small coastal lagoons of the Mediterranean Spanish littoral

About sixty small water bodies (coastal lagoons, marshes, salt pans, channels, springs, etc.) of the Spanish Mediterranean coast were sampled seasonally for one year (1979-1980), in order to study different aspects of their chemical composition. The concentrations of major ions (alkalinity, Cl-, Ca2+, Mg2+, Na+, and K+), nutrients (N.NO-3, N.NO2-, TRP and Si), oxygen and pH were determined for this purpose. The salt concentrations measured range between 0.4 and 361.3 g l-1. The samples have been divided into four classes of salinity (in g l-1): Cl, S < 5; C2, 5 40. Within these classes, the pattern of ionic dominance recorded is remarkably constant and similar to that found in most coastal lagoons (Cl- > So42- > Alk., for the anions, and Na+ > Mg2+ > Ca2+ > K+, for the cations), although other models occur especially in the first class. The dominance of Na+ and Cl-, as well as the molar ratios Mg2+/Ca2+ and Cl- / SO42- ,clearly increase from class Cl to class C4. The hyperhaline waters include different subtypes of the major brine type"c",, of EUGSTER & HARDIE (1978), the Na+ - (Mg2+) - Cl- - (SO42-) being the most frequent. Nutrient concentrations fall within a wide range (N.NO3 from 0.1 to 1100 mg-at 1-1; PRT from 0.01 to 23.56 mg-at l-1 and Si from 1.0 to 502.0 mg-at l-1). The oxygen values are very variable too, ranging between 0 and 14.4 ml l-1. Four different patterns of nutrient distribution have been distinguished based on the mean concentrations of N.NO3-, and TRP (mean values in mg-at l-1): A, N.NO3- < 10, TRP > l ; B, N.NO3- > 100, TRP < 1; C, 10 < N.NO3- < 100, TRP < 1; C, D, N.NO3- < 10, TRP < 1. As a rule, lagoons of low salinity (C1 and C2 classes) display the nutrient pattern C, and lagoons of high salinity (C3 and C4) show the nutrient pattern D. Model A only appears in waters of very low salinity, whereas model B does not seem to be related to salinity.

Pulse wave amplitude drops during sleep are reliable surrogate markers of changes in cortical activity

Rapport de synthèseLe syndrome d'apnées obstructives du sommeil (SAOS) est une pathologie respiratoire fréquente. Sa prévalence est estimée entre 2 et 5% de la population adulte générale. Ses conséquences sont importantes. Notamment, une somnolence diurne, des troubles de la concentration, des troubles de la mémoire et une augmentation du risque d'accident de la route et du travail. Il représente également un facteur de risque cardiovasculaire indépendant.Ce syndrome est caractérisé par la survenue durant le sommeil d'obstructions répétées des voies aériennes supérieures. L'arrêt ou la diminution d'apport en oxygène vers les poumons entraîne des épisodes de diminution de la saturation en oxygène de l'hémoglobine. Les efforts ventilatoires visant à lever l'obstacle présent sur les voies aériennes causent de fréquents réveils à l'origine d'une fragmentation du sommeil.La polysomnographie (PSG) représente le moyen diagnostic de choix. Il consiste en l'enregistrement dans un laboratoire du sommeil et en présence d'un technicien diplômé, du tracé électroencéphalographique (EEG), de l'électrooculogramme (EOG), de l'électromyogramme mentonnier (EMG), du flux respiratoire nasal, de l'oxymétrie de pouls, de la fréquence cardiaque, de l'électrocardiogramme (ECG), des mouvements thoraciques et abdominaux, de la position du corps et des mouvements des jambes. L'examen est filmé par caméra infrarouge et les sons sont enregistrés.Cet examen permet entre autres mesures, de déterminer les événements respiratoires obstructifs nécessaires au diagnostic de syndrome d'apnée du sommeil. On définit une apnée lors d'arrêt complet du débit aérien durant au moins 10 secondes et une hypopnée en cas, soit de diminution franche de l'amplitude du flux respiratoire supérieure à 50% durant au moins 10 secondes, soit de diminution significative (20%) de l'amplitude du flux respiratoire pendant au minimum 10 secondes associée à un micro-éveil ou à une désaturation d'au moins 3% par rapport à la ligne de base. La détection des micro-éveils se fait en utilisant les dérivations électroencéphalographiques, électromyographiques et électrooculographiques. Il existe des critères visuels de reconnaissance de ces éveils transitoire: apparition de rythme alpha (8.1 à 12.0 Hz) ou beta (16 à 30 Hz) d'une durée supérieure à 3 secondes [20-21].Le diagnostic de S AOS est retenu si l'on retrouve plus de 5 événements respiratoires obstructifs par heure de sommeil associés soit à une somnolence diurne évaluée selon le score d'Epworth ou à au moins 2 symptômes parmi les suivants: sommeil non réparateur, étouffements nocturne, éveils multiples, fatigue, troubles de la concentration. Le S AOS est gradué en fonction du nombre d'événements obstructifs par heure de sommeil en léger (5 à 15), modéré (15 à 30) et sévère (>30).La polysomnographie (PSG) comporte plusieurs inconvénients pratiques. En effet, elle doit être réalisée dans un laboratoire du sommeil avec la présence permanente d'un technicien, limitant ainsi son accessibilité et entraînant des délais diagnostiques et thérapeutiques. Pour ces mêmes raisons, il s'agit d'un examen onéreux.La polygraphie respiratoire (PG) représente l'alternative diagnostique au gold standard qu'est l'examen polysomnographique. Cet examen consiste en l'enregistrement en ambulatoire, à savoir au domicile du patient, du flux nasalrespiratoire, de l'oxymétrie de pouls, de la fréquence cardiaque, de la position du corps et du ronflement (par mesure de pression).En raison de sa sensibilité et sa spécificité moindre, la PG reste recommandée uniquement en cas de forte probabilité de SAOS. Il existe deux raisons principales à l'origine de la moindre sensibilité de l'examen polygraphique. D'une part, du fait que l'état de veille ou de sommeil n'est pas déterminé avec précision, il y a dilution des événements respiratoires sur l'ensemble de l'enregistrement et non sur la période de sommeil uniquement. D'autre part, en l'absence de tracé EEG, la quantification des micro-éveils est impossible. Il n'est donc pas possible dans l'examen poly graphique, de reconnaître une hypopnée en cas de diminution de flux respiratoire de 20 à 50% non associée à un épisode de désaturation de l'hémoglobine de 3% au moins. Alors que dans l'examen polysomnographique, une telle diminution du flux respiratoire pourrait être associée à un micro-éveil et ainsi comptabilisée en tant qu'hypopnée.De ce constat est né la volonté de trouver un équivalent de micro-éveil en polygraphie, en utilisant les signaux à disposition, afin d'augmenter la sensibilité de l'examen polygraphique.Or plusieurs études ont démontrés que les micro-éveils sont associés à des réactions du système nerveux autonome. Lors des micro-éveils, on met en évidence la survenue d'une vasoconstriction périphérique. La variation du tonus sympathique associée aux micro-éveils peut être mesurée par différentes méthodes. Les variations de l'amplitude de l'onde de pouls mesurée par pulsoxymétrie représentant un marqueur fiable de la vasoconstriction périphérique associée aux micro-réveils, il paraît donc opportun d'utiliser ce marqueur autonomique disponible sur le tracé des polygraphies ambulatoires afin de renforcer la sensibilité de cet examen.Le but de l'étude est d'évaluer la sensibilité des variations de l'amplitude de l'onde de pouls pour détecter des micro-réveils corticaux afin de trouver un moyen d'augmenter la sensibilité de l'examen polygraphique et de renforcer ainsi sont pouvoir diagnostic.L'objectif est de démontrer qu'une diminution significative de l'amplitude de l'onde pouls est concomitante à une activation corticale correspondant à un micro¬réveil. Cette constatation pourrait permettre de déterminer une hypopnée, en polygraphie, par une diminution de 20 à 50% du flux respiratoire sans désaturation de 3% mais associée à une baisse significative de l'amplitude de pouls en postulant que l'événement respiratoire a entraîné un micro-réveil. On retrouve par cette méthode les mêmes critères de scoring d'événements respiratoires en polygraphie et en polysomnographie, et l'on renforce la sensibilité de la polygraphie par rapport au gold standard polysomnographique.La méthode consiste à montrer en polysomnographie qu'une diminution significative de l'amplitude de l'onde de pouls mesurée par pulsoxymétrie est associée à une activation du signal électroencéphalographique, en réalisant une analyse spectrale du tracé EEG lors des baisses d'amplitude du signal d'onde de pouls.Pour ce faire nous avons réalisé une étude rétrospective sur plus de 1000 diminutions de l'amplitude de l'onde de pouls sur les tracés de 10 sujets choisis de manière aléatoire parmi les patients référés dans notre centre du sommeil (CIRS) pour suspicion de trouble respiratoire du sommeil avec somnolence ou symptomatologie diurne.Les enregistrements nocturnes ont été effectués de manière standard dans des chambres individuelles en utilisant le système d'acquisition Embla avec l'ensemble des capteurs habituels. Les données ont été par la suite visuellement analysées et mesurées en utilisant le software Somnologica version 5.1, qui fournit un signal de l'amplitude de l'onde de pouls (puise wave amplitude - PWA).Dans un premier temps, un technicien du sommeil a réalisé une analyse visuelle du tracé EEG, en l'absence des données du signal d'amplitude d'onde de pouls. Il a déterminé les phases d'éveil et de sommeil, les stades du sommeil et les micro¬éveils selon les critères standards. Les micro-éveils sont définis lors d'un changement abrupt dans la fréquence de l'EEG avec un pattern d'ondes thêta-alpha et/ou une fréquence supérieure à 16 Hz (en l'absence de fuseau) d'une durée d'au minimum trois secondes. Si cette durée excède quinze secondes, l'événement correspond à un réveil.Puis, deux investigateurs ont analysé le signal d'amplitude d'onde de pouls, en masquant les données du tracé EEG qui inclut les micro-éveils. L'amplitude d'onde de pouls est calculée comme la différence de valeur entre le zénith et le nadir de l'onde pour chaque cycle cardiaque. Pour chaque baisse de l'amplitude d'onde de pouls, la plus grande et la plus petite amplitude sont déterminées et le pourcentage de baisse est calculé comme le rapport entre ces deux amplitudes. On retient de manière arbitraire une baisse d'au moins 20% comme étant significative. Cette limite a été choisie pour des raisons pratiques et cliniques, dès lors qu'elle représentait, à notre sens, la baisse minimale identifiable à l'inspection visuelle. Chaque baisse de PWA retenue est divisée en 5 périodes contiguës de cinq secondes chacune. Deux avant, une pendant et deux après la baisse de PWA.Pour chaque période de cinq secondes, on a pratiqué une analyse spectrale du tracé EEG correspondant. Le canal EEG C4-A1 est analysé en utilisant la transformée rapide de Fourier (FFT) pour chaque baisse de PWA et pour chaque période de cinq secondes avec une résolution de 0.2 Hz. La distribution spectrale est catégorisée dans chaque bande de fréquence: delta (0.5 à 4.0 Hz); thêta (4.1 à 8.0Hz); alpha (8.1 à 12.0 Hz); sigma (12.1 à 16 Hz) et beta (16.1 à 30.0 Hz). La densité de puissance (power density, en μΥ2 ) pour chaque bande de fréquence a été calculée et normalisée en tant que pourcentage de la puissance totale. On a déterminé, ensuite, la différence de densité de puissance entre les 5 périodes par ANOVA on the rank. Un test post hoc Tukey est été utilisé pour déterminer si les différences de densité de puissance étaient significatives. Les calculs ont été effectués à l'aide du software Sigmastat version 3.0 (Systat Software San Jose, California, USA).Le principal résultat obtenu dans cette étude est d'avoir montré une augmentation significative de la densité de puissance de l'EEG pour toutes les bandes de fréquence durant la baisse de l'amplitude de l'onde de pouls par rapport à la période avant et après la baisse. Cette augmentation est par ailleurs retrouvée dans la plupart des bande de fréquence en l'absence de micro-réveil visuellement identifié.Ce résultat témoigné donc d'une activation corticale significative associée à la diminution de l'onde de pouls. Ce résulat pourrait permettre d'utiliser les variations de l'onde de pouls dans les tracés de polygraphie comme marqueur d'une activation corticale. Cependant on peut dire que ce marqueur est plus sensible que l'analyse visuelle du tracé EEG par un technicien puisque qu'on notait une augmentation de lactivité corticale y compris en l'absence de micro-réveil visuellement identifié. L'application pratique de ces résultats nécessite donc une étude prospective complémentaire.

Studying the molecular causes of ageing in ants

RÉSUMÉ DE THÈSE Au cours de ma thèse, je me suis intéressée aux causes physiologiques du vieillissement en utilisant les fourmis comme modèle. Les trois castes de fourmis - les mâles, les ouvrières et les reines - présentent des longévités très différentes, tout en étant génétiquement identiques. Ceci implique que les différences de longévité sont dues à des variations entre castes dans le pattern d'expression de gènes. Mon travail chez la fourmi a consisté d'une part à mettre en place les outils pour identifier de tels gènes à grande échelle, de l'autre à étudier le rôle de gènes et de mécanismes qui affectent la longévité chez d'autres espèces. Pour identifier de nouveaux gènes potentiellement impliqués dans le vieillissement, nous avons développé des puces à ADN. Cette technique permet la comparaison du niveau d'expression de milliers de gènes entre deux échantillons. L'application de cette méthode aux reines et ouvrières adultes nous a jusqu'à présent permis d'identifier neuf gènes surexprimés chez les reines. Trois d'entre eux sont potentiellement impliqués dans le maintien et la réparation du soma, deux processus qui sont supposés avoir un impact crucial sur la longévité. Parmi les mécanismes impliqués dans le vieillissement chez d'autres espèces, nous nous sommes principalement intéressés aux télomères, qui sont les extrémités des chromosomes. Chez les vertébrés, les télomères se raccourcissent à chaque division cellulaire, entre autres parce que l'ADN polymérase ne peut répliquer cette partie des chromosomes en entier. Or des télomères courts entravent la prolifération des cellules et peuvent même induire l'apoptose, ce qui pourrait se répercuter sur la capacité des organismes à régénérer des tissus. J'ai pu montrer que chez les fourmis mâles (la caste qui vit le moins longtemps) les télomères se raccourcissent beaucoup plus vite que chez les reines et les ouvrières. L'explication la plus plausible pour cette différence est que les mâles, étant adapté à une vie très éphémère, n'investissent qu'un minimum d'énergie dans la machinerie de maintenance qui assure le bon fonctionnement des cellules. Ces résultats sont intéressants car ils permettent pour la première fois de faire le lien entre les théories évolutives du vieillissement et la biologie des télomères. THESIS ABSTRACT During my thesis I used ants as a model to study the proximate (i.e., molecular) causes of ageing and lifespan determination. Ant queens, workers and males differ tremendously in lifespan, although all three castes are genetically identical. Importantly, this implies that genes and molecular pathways responsible for modulating lifespan are regulated in a caste-specific manner. To find new genes potentially involved in ageing, we first constructed 371-gene-cDNA microarrays for the ant L. niger. This molecular tool can be used to survey the relative gene expression levels of two samples for thousands of genes simultaneously. By applying this method to adult queens and workers we identified nine genes that are overexpressed in queens. Three of them are putatively involved in somatic maintenance and repair, two processes that have been previously suggested as important for ageing and lifespan determination. We expect to identify many more candidate genes in the near future by using the 9000-gene fire ant microarrays we have recently developed. We also investigated whether factors linked to ageing in other organisms could affect lifespan determination in ants. One project was on telomeres, the ends of linear chromosomes. For various reasons telomeres shorten with every cell division. Since short telomeres can lead to cellular defects such as impaired cell division, telomeres have been hypothesized as playing a role in ageing. We tested whether telomere length in ant somatic tissues correlates with caste-specific lifespan in young adults. The short-lived L. niger mates did indeed have significantly shorter telomeres than the longer-lived queens and workers, probably because telomere attrition is faster in males than in queens and workers. Queens did not, however, have longer telomeres than the shorter-lived workers. These findings are consistent with the idea that telomere length may play a role in ageing under some circumstances, but they also clearly demonstrate that other factors must be involved. We argue that sex-specific telomere length patterns in ants ultimately reflect adaptive differences in the level of somatic maintenance between males and females, and thus create a link between telomere biology and the evolutionary theory of ageing.

Cognitive anatomy of the temporal lobe: Effect of personality in population with mild cognitive impairment & Functional specialization for memory systems in healthy individuals.

Résumé: L'impact de la maladie d'Alzheimer (MA) est dévastateur pour la vie quotidienne de la personne affectée, avec perte progressive de la mémoire et d'autres facultés cognitives jusqu'à la démence. Il n'existe toujours pas de traitement contre cette maladie et il y a aussi une grande incertitude sur le diagnostic des premiers stades de la MA. La signature anatomique de la MA, en particulier l'atrophie du lobe temporal moyen (LTM) mesurée avec la neuroimagerie, peut être utilisée comme un biomarqueur précoce, in vivo, des premiers stades de la MA. Toutefois, malgré le rôle évident du LMT dans les processus de la mémoire, nous savons que les modèles anatomiques prédictifs de la MA basés seulement sur des mesures d'atrophie du LTM n'expliquent pas tous les cas cliniques. Au cours de ma thèse, j'ai conduit trois projets pour comprendre l'anatomie et le fonctionnement du LMT dans (1) les processus de la maladie et dans (2) les processus de mémoire ainsi que (3) ceux de l'apprentissage. Je me suis intéressée à une population avec déficit cognitif léger (« Mild Cognitive Impairment », MCI), à risque pour la MA. Le but du premier projet était de tester l'hypothèse que des facteurs, autres que ceux cognitifs, tels que les traits de personnalité peuvent expliquer les différences interindividuelles dans le LTM. De plus, la diversité phénotypique des manifestations précliniques de la MA provient aussi d'une connaissance limitée des processus de mémoire et d'apprentissage dans le cerveau sain. L'objectif du deuxième projet porte sur l'investigation des sous-régions du LTM, et plus particulièrement de leur contribution dans différentes composantes de la mémoire de reconnaissance chez le sujet sain. Pour étudier cela, j'ai utilisé une nouvelle méthode multivariée ainsi que l'IRM à haute résolution pour tester la contribution de ces sous-régions dans les processus de familiarité (« ou Know ») et de remémoration (ou « Recollection »). Finalement, l'objectif du troisième projet était de tester la contribution du LTM en tant que système de mémoire dans l'apprentissage et l'interaction dynamique entre différents systèmes de mémoire durant l'apprentissage. Les résultats du premier projet montrent que, en plus du déficit cognitif observé dans une population avec MCI, les traits de personnalité peuvent expliquer les différences interindividuelles du LTM ; notamment avec une plus grande contribution du neuroticisme liée à une vulnérabilité au stress et à la dépression. Mon étude a permis d'identifier un pattern d'anormalité anatomique dans le LTM associé à la personnalité avec des mesures de volume et de diffusion moyenne du tissu. Ce pattern est caractérisé par une asymétrie droite-gauche du LTM et un gradient antéro-postérieur dans le LTM. J'ai interprété ce résultat par des propriétés tissulaires et neurochimiques différemment sensibles au stress. Les résultats de mon deuxième projet ont contribué au débat actuel sur la contribution des sous-régions du LTM dans les processus de familiarité et de remémoration. Utilisant une nouvelle méthode multivariée, les résultats supportent premièrement une dissociation des sous-régions associées aux différentes composantes de la mémoire. L'hippocampe est le plus associé à la mémoire de type remémoration et le cortex parahippocampique, à la mémoire de type familiarité. Deuxièmement, l'activation correspondant à la trace mnésique pour chaque type de mémoire est caractérisée par une distribution spatiale distincte. La représentation neuronale spécifique, « sparse-distributed», associée à la mémoire de remémoration dans l'hippocampe serait la meilleure manière d'encoder rapidement des souvenirs détaillés sans interférer les souvenirs précédemment stockés. Dans mon troisième projet, j'ai mis en place une tâche d'apprentissage en IRM fonctionnelle pour étudier les processus d'apprentissage d'associations probabilistes basé sur le feedback/récompense. Cette étude m'a permis de mettre en évidence le rôle du LTM dans l'apprentissage et l'interaction entre différents systèmes de mémoire comme la mémoire procédurale, perceptuelle ou d'amorçage et la mémoire de travail. Nous avons trouvé des activations dans le LTM correspondant à un processus de mémoire épisodique; les ganglions de la base (GB), à la mémoire procédurale et la récompense; le cortex occipito-temporal (OT), à la mémoire de représentation perceptive ou l'amorçage et le cortex préfrontal, à la mémoire de travail. Nous avons également observé que ces régions peuvent interagir; le type de relation entre le LTM et les GB a été interprété comme une compétition, ce qui a déjà été reporté dans des études récentes. De plus, avec un modèle dynamique causal, j'ai démontré l'existence d'une connectivité effective entre des régions. Elle se caractérise par une influence causale de type « top-down » venant de régions corticales associées avec des processus de plus haut niveau venant du cortex préfrontal sur des régions corticales plus primaires comme le OT cortex. Cette influence diminue au cours du de l'apprentissage; cela pourrait correspondre à un mécanisme de diminution de l'erreur de prédiction. Mon interprétation est que cela est à l'origine de la connaissance sémantique. J'ai également montré que les choix du sujet et l'activation cérébrale associée sont influencés par les traits de personnalité et des états affectifs négatifs. Les résultats de cette thèse m'ont amenée à proposer (1) un modèle expliquant les mécanismes possibles liés à l'influence de la personnalité sur le LTM dans une population avec MCI, (2) une dissociation des sous-régions du LTM dans différents types de mémoire et une représentation neuronale spécifique à ces régions. Cela pourrait être une piste pour résoudre les débats actuels sur la mémoire de reconnaissance. Finalement, (3) le LTM est aussi un système de mémoire impliqué dans l'apprentissage et qui peut interagir avec les GB par une compétition. Nous avons aussi mis en évidence une interaction dynamique de type « top -down » et « bottom-up » entre le cortex préfrontal et le cortex OT. En conclusion, les résultats peuvent donner des indices afin de mieux comprendre certains dysfonctionnements de la mémoire liés à l'âge et la maladie d'Alzheimer ainsi qu'à améliorer le développement de traitement. Abstract: The impact of Alzheimer's disease is devastating for the daily life of the affected patients, with progressive loss of memory and other cognitive skills until dementia. We still lack disease modifying treatment and there is also a great amount of uncertainty regarding the accuracy of diagnostic classification in the early stages of AD. The anatomical signature of AD, in particular the medial temporal lobe (MTL) atrophy measured with neuroimaging, can be used as an early in vivo biomarker in early stages of AD. However, despite the evident role of MTL in memory, we know that the derived predictive anatomical model based only on measures of brain atrophy in MTL does not explain all clinical cases. Throughout my thesis, I have conducted three projects to understand the anatomy and the functioning of MTL on (1) disease's progression, (2) memory process and (3) learning process. I was interested in a population with mild cognitive impairment (MCI), at risk for AD. The objective of the first project was to test the hypothesis that factors, other than the cognitive ones, such as the personality traits, can explain inter-individual differences in the MTL. Moreover, the phenotypic diversity in the manifestations of preclinical AD arises also from the limited knowledge of memory and learning processes in healthy brain. The objective of the second project concerns the investigation of sub-regions of the MTL, and more particularly their contributions in the different components of recognition memory in healthy subjects. To study that, I have used a new multivariate method as well as MRI at high resolution to test the contribution of those sub-regions in the processes of familiarity and recollection. Finally, the objective of the third project was to test the contribution of the MTL as a memory system in learning and the dynamic interaction between memory systems during learning. The results of the first project show that, beyond cognitive state of impairment observed in the population with MCI, the personality traits can explain the inter-individual differences in the MTL; notably with a higher contribution of neuroticism linked to proneness to stress and depression. My study has allowed identifying a pattern of anatomical abnormality in the MTL related to personality with measures of volume and mean diffusion of the tissue. That pattern is characterized by right-left asymmetry in MTL and an anterior to posterior gradient within MTL. I have interpreted that result by tissue and neurochemical properties differently sensitive to stress. Results of my second project have contributed to the actual debate on the contribution of MTL sub-regions in the processes of familiarity and recollection. Using a new multivariate method, the results support firstly a dissociation of the subregions associated with different memory components. The hippocampus was mostly associated with recollection and the surrounding parahippocampal cortex, with familiarity type of memory. Secondly, the activation corresponding to the mensic trace for each type of memory is characterized by a distinct spatial distribution. The specific neuronal representation, "sparse-distributed", associated with recollection in the hippocampus would be the best way to rapidly encode detailed memories without overwriting previously stored memories. In the third project, I have created a learning task with functional MRI to sudy the processes of learning of probabilistic associations based on feedback/reward. That study allowed me to highlight the role of the MTL in learning and the interaction between different memory systems such as the procedural memory, the perceptual memory or priming and the working memory. We have found activations in the MTL corresponding to a process of episodic memory; the basal ganglia (BG), to a procedural memory and reward; the occipito-temporal (OT) cortex, to a perceptive memory or priming and the prefrontal cortex, to working memory. We have also observed that those regions can interact; the relation type between the MTL and the BG has been interpreted as a competition. In addition, with a dynamic causal model, I have demonstrated a "top-down" influence from cortical regions associated with high level cortical area such as the prefrontal cortex on lower level cortical regions such as the OT cortex. That influence decreases during learning; that could correspond to a mechanism linked to a diminution of prediction error. My interpretation is that this is at the origin of the semantic knowledge. I have also shown that the subject's choice and the associated brain activation are influenced by personality traits and negative affects. Overall results of this thesis have brought me to propose (1) a model explaining the possible mechanism linked to the influence of personality on the MTL in a population with MCI, (2) a dissociation of MTL sub-regions in different memory types and a neuronal representation specific to each region. This could be a cue to resolve the actual debates on recognition memory. Finally, (3) the MTL is also a system involved in learning and that can interact with the BG by a competition. We have also shown a dynamic interaction of « top -down » and « bottom-up » types between the pre-frontal cortex and the OT cortex. In conclusion, the results could give cues to better understand some memory dysfunctions in aging and Alzheimer's disease and to improve development of treatment.

Footemineite, the Mn-analog of atencioite, from the Foote mine, Kings Mountain, Cleveland County, North Carolina, USA, and its relationship with other roscherite-group minerals

Footemineite, ideally Ca2Mn2+square Mn22+Be4(PO4)(6)(OH)(4)-6H(2)O, triclinic, is a new member of the roscherite group. It occurs on thin fractures crossing quartz-microcline-spodumene pegmatite at the Foote mine, Kings Mountain, Cleveland County, North Carolina, U.S.A. Associated minerals are albite, analcime, eosphorite, siderite/rhodochrosite, fairfieldite, fluorapatite, quartz, milarite, and pyrite. Footemineite forms prismatic to bladed generally rough to barrel-shaped crystals up to about 1.5 mm long and I mm in diameter. Its color is yellow, the streak is white, and the luster is vitreous to slightly pearly. Footemineite is transparent and non-fluorescent. Twinning is simple, by reflection, with twin boundaries across the length of the crystals. Cleavage is good on {0 (1) over bar1}) and {100}. Density (calc.) is 2.873 g/cm(3). Footemineite is biaxial (-), n(alpha) = 1.620(2), n(beta) = 1.627(2), n(gamma) = 1.634(2) (white light). 2V(obs) = 80 degrees, 2V(calc) = 89.6 degrees. Orientation: X boolean AND b similar to 12 degrees, Y boolean AND c similar to 15 degrees, Z boolean AND a similar to 15 degrees. Elongation direction is c, dispersion: r > v or r < v, weak. Pleochroism: beta (brownish yellow) > alpha = gamma (yellow). Mossbauer and IR spectra are given. The chemical composition is (EDS mode electron microprobe, Li and Be by ICP-OES, Fe3+:Fe2+ y Mossbauer, H2O by TG data, wt%): Li2O 0.23, BeO 9.54, CaO 9.43, SrO 0.23, BaO 0.24, MgO 0.18, MnO 26.16, FeO 2.77, Fe2O3 0.62, Al2O3 0.14, P2O5 36.58, SiO2 0.42, H2O 13.1, total 99.64. The empirical formula is (Ca1.89Sr0.03Ba0.02)Sigma(1.94)(Mn-0.90(2+)square(0.10))Sigma(1.00)(square 0.78Li0.17Mg0.05) Sigma(1.00)(Mn3.252+Fe0.432+ Fe0.093+Al0.03)Sigma(3.80) Be-4.30(P5.81Si0.08O24)[(OH)3.64(H2O)0.36]Sigma(4.00)center dot 6.00H(2)O . The strongest reflection peaks of the powder diffraction pattern [d, angstrom (1, %) (hkl)] are 9.575 (53) (010), 5.998 (100) (0 (1) over bar1), 4.848 (26) (021), 3.192 (44) (210), 3.003 (14) (0 (2) over bar2), 2.803 (38) ((1) over bar 03), 2.650 (29) ((2) over bar 02), 2.424 (14) (231). Single-crystal unit-cell parameters are a = 6.788(2), b = 9.972(3), c = 10.014(2) A, (x = 73.84(2), beta = 85.34(2), gamma = 87.44(2)degrees,V = 648.74 angstrom(3), Z = 1. The space group is P (1) over bar. Crystal structure was refined to R = 0.0347 with 1273 independent reflections (F > 2(5). Footemineite is dimorphous with roscherite, and isostructural with atencioite. It is identical with the mineral from Foote mine described as ""triclinic roscherite."" The name is for the Foote mine, type locality for this and several other minerals.

Association of body composition and vitamin D levels with cardiac geometric pattern in rheumatoid arthritis patients

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

Chronic Telogen Effluvium And Female Pattern Hair Loss Are Separate And Distinct Forms Of Alopecia: A Histomorphometric And Immunohistochemical Analysis.

Chronic telogen effluvium (CTE), a poorly understood condition, can be confused with or may be a prodrome to female pattern hair loss (FPHL). The pathogenesis of both is related to follicle cycle shortening and possibly to blood supply changes. To analyze a number of histomorphometric and immunohistochemical findings through vascular endothelial growth factor (VEGF), Ki-67, and CD31 immunostaining in scalp biopsies of 20 patients with CTE, 17 patients with mild FPHL and 9 controls. Ki-67 index and VEGF optical density were analyzed at the follicular outer sheath using ImageJ software. CD31 microvessel density was assessed by a Chalkley grid. Significant follicle miniaturization and higher density of nonanagen follicles were found in FPHL, compared with patients with CTE and controls. Ki-67+ index correlated positively with FPHL histological features. The FPHL group showed the highest VEGF optical density, followed by the CTE and control groups. No differences were found in CD31 microvessel density between the three groups. Histomorphometric results establish CTE as a distinct disorder, separate from FPHL from its outset. Its pathogenic mechanisms are also distinct. These findings support the proposed mechanism of 'immediate telogen release' for CTE, leading to cycle synchronization. For FPHL, accelerated anagen follicular mitotic rates and, thus, higher Ki-67 and VEGF values, would leave less time for differentiation, resulting in hair miniaturization.

Suppression Pattern of Neutral Pions at High Transverse Momentum in Au plus Au Collisions at root S(NN)=200 GeV and Constraints on Medium Transport Coefficients

For Au + Au collisions at 200 GeV, we measure neutral pion production with good statistics for transverse momentum, p(T), up to 20 GeV/c. A fivefold suppression is found, which is essentially constant for 5 < p(T) < 20 GeV/c. Experimental uncertainties are small enough to constrain any model-dependent parametrization for the transport coefficient of the medium, e. g., <(q) over cap > in the parton quenching model. The spectral shape is similar for all collision classes, and the suppression does not saturate in Au + Au collisions.

New prediction methods for CO2 evaporation inside tubes: Part I - A two-phase flow pattern map and a flow pattern based phenomenological model for two-phase flow frictional pressure drops

An updated flow pattern map was developed for CO2 on the basis of the previous Cheng-Ribatski-Wojtan-Thome CO2 flow pattern map [1,2] to extend the flow pattern map to a wider range of conditions. A new annular flow to dryout transition (A-D) and a new dryout to mist flow transition (D-M) were proposed here. In addition, a bubbly flow region which generally occurs at high mass velocities and low vapor qualities was added to the updated flow pattern map. The updated flow pattern map is applicable to a much wider range of conditions: tube diameters from 0.6 to 10 mm, mass velocities from 50 to 1500 kg/m(2) s, heat fluxes from 1.8 to 46 kW/m(2) and saturation temperatures from -28 to +25 degrees C (reduced pressures from 0.21 to 0.87). The updated flow pattern map was compared to independent experimental data of flow patterns for CO2 in the literature and it predicts the flow patterns well. Then, a database of CO2 two-phase flow pressure drop results from the literature was set up and the database was compared to the leading empirical pressure drop models: the correlations by Chisholm [3], Friedel [4], Gronnerud [5] and Muller-Steinhagen and Heck [6], a modified Chisholm correlation by Yoon et al. [7] and the flow pattern based model of Moreno Quiben and Thome [8-10]. None of these models was able to predict the CO2 pressure drop data well. Therefore, a new flow pattern based phenomenological model of two-phase flow frictional pressure drop for CO2 was developed by modifying the model of Moreno Quiben and Thome using the updated flow pattern map in this study and it predicts the CO2 pressure drop database quite well overall. (C) 2007 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Impacts of land-use pattern on soil water-content variability on the Loess Plateau of China

Long-term vegetation restoration carried out on the slopes of the Loess Plateau of China employed different spatial and temporal land-use patterns but very little is known about the effects of these patterns on soil water-content variability. For this study the small Donggou catchment was selected to investigate soil water-content distributions for three spatial scales, including the entire catchment area, sampling transects, and land-use systems. Gravimetric soil water contents were determined incrementally to a soil depth of 1.20 m, on 10 occasions from April to October, 2007, at approximately 20-day intervals. Results indicated that soil water contents were affected by the six land-use types, resulting in four distinct patterns of vertical distribution of soil moisture (uniform, increasing, decreasing, and fluctuating with soil depth). The soil water content and its variation were also influenced in a complex manner by five land-use patterns distributed along transects following the gradients of five similar slopes. These patterns with contrasting hydrological responses in different components, such as forage land (alfalfa)-cropland-shrubland or shrubland-grassland (bunge needlegrass)-cropland-grassland, showed the highest soil water-content variability. Soil water at the catchment scale exhibited a moderate variability for each measurement date, and the variability of soil water content decreased exponentially with increasing soil water content. The minimum sample size for accurate data for use in a hydrological model for the catchment, for example, required many more samples for drier (69) than for wet (10) conditions. To enhance erosion and runoff control, this study suggested two strategies for land management: (i) to create a mosaic pattern by land-use arrangement that located units with higher infiltration capacities downslope from those with lower soil infiltrabilities; and (ii) raising the soil-infiltration capacity of units within the spatial mosaic pattern where possible.

Spatial pattern of black spot incidence within citrus trees related to disease severity and pathogen dispersal

Guignardia citricarpa, the causal agent of citrus black spot, forms airborne ascospores on decomposing citrus leaves and water-spread conidia on fruits, leaves and twigs. The spatial pattern of diseased fruit in citrus tree canopies was used to assess the importance of ascospores and conidia in citrus black spot epidemics in Sao Paulo State, Brazil. The aggregation of diseased fruit in the citrus tree canopy was quantified by the binomial dispersion index (D) and the binary form of Taylor`s Power Law for 303 trees in six groves. D was significantly greater than 1 in 251 trees. The intercept of the regression line of Taylor`s Power Law was significantly greater than 0 and the slope was not different from 1, implying that diseased fruit was aggregated in the canopy independent of disease incidence. Disease incidence (p) and severity (S) were assessed in 2875 citrus trees. The incidence-severity relationship was described (R-2 = 88.7%) by the model ln(S) = ln(a) + bCLL(p) where CLL = complementary log-log transformation. The high severity at low incidence observed in many cases is also indicative of low distance spread of G. citricarpa spores. For the same level of disease incidence, some trees had most of the diseased fruit with many lesions and high disease severity, whereas other trees had most of the fruit with few lesions and low disease severity. Aggregation of diseased fruit in the trees suggests that splash-dispersed conidia have an important role in increasing the disease in citrus trees in Brazil.

Restoration of Pattern Recognition Receptor Costimulation to Treat Chromoblastomycosis, a Chronic Fungal Infection of the Skin

Chromoblastomycosis is a chronic skin infection caused by the fungus Fonsecaea pedrosoi. Exploring the reasons underlying the chronic nature of F. pedrosoi infection in a murine model of chromoblastomycosis, we find that chronicity develops due to a lack of pattern recognition receptor (PRR) costimulation. F. pedrosoi was recognized primarily by C-type lectin receptors (CLRs), but not by Toll-like receptors (TLRs), which resulted in the defective induction of proinflammatory cytokines. Inflammatory responses to F. pedrosoi could be reinstated by TLR costimulation, but also required the CLR Mincle and signaling via the Syk/CARD9 pathway. Importantly, exogenously administering TLR ligands helped clear F. pedrosoi infection in vivo. These results demonstrate how a failure in innate recognition can result in chronic infection, highlight the importance of coordinated PRR signaling, and provide proof of the principle that exogenously applied PRR agonists can be used therapeutically.