Investigation into the use of the Laryngeal Mask Airway in pentobarbital anesthetized dogs

Objective - To investigate the use of the laryngeal mask airway (LMA) in dogs. Study Design - Prospective experimental study. Animals - Eight healthy adult mixed breed dogs weighing from 15 to 20 kg. Methods - The dogs were anesthetized with intravenous pentobarbital. An LMA was introduced after the induction of anesthesia and 1 L/min O2 plus 1 L/min air was delivered using a circle anesthetic system. Respiratory rate, tidal volume, arterial O2 saturation (pulse oximetry), end tidal CO2, inspired fraction of O2, pulse rate, and mean arterial blood pressure were measured after the insertion of the LMA and 30, 60, 90, and 120 minutes afterwards. Results - There were no changes in respiratory rate, tidal volume, arterial O2 saturation, and pulse rate during anesthesia. End tidal CO2 decreased significantly by the end of anesthesia and ventilation appeared satisfactory. Conclusions - An LMA appeared to be an alternative option to maintain the patency of the airway in dogs. Clinical Relevance - This device may allow safe maintenance of an airway in dogs when intubation is difficult or when it interferes with the procedure (eg, cervical myelography). ©Copyright 1999 by The American College of Veterinary Surgeons.

Crosstalk between the sympathetic nervous system, inflammation and coagulation in gestational diabetes; a therapeutic approach in postmenopausal hypertension

The occurrence of gestational diabetes (GDM) during pregnancy is a powerful sign of a risk of later type 2 diabetes (T2D) and cardiovascular diseases (CVDs). The physiological basis for this disease progression is not yet fully understood, but increasing evidence exists on interplay of insulin resistance, subclinical inflammation, and more recently, on unbalance of the autonomic nervous system. Since the delay in development of T2D and CVD after GDM ranges from years to decades, better understanding of the pathophysiology of GDM could give us new tools for primary prevention. The present study was aimed at investigating the role of the sympathetic nervous system (SNS) in GDM and its associations with insulin and a variety of inflammatory cytokines and coagulation and fibrinolysis markers. This thesis covers two separate study lines. Firstly, we investigated 41 women with GDM and 22 healthy pregnant and 14 non-pregnant controls during the night in hospital. Blood samples were drawn at 24:00, 4:00 and 7:00 h to determine the concentrations of plasma glucose, insulin, noradrenaline (NA) and adrenomedullin, markers of subclinical inflammation, coagulation and fibrinolysis variables and platelet function. Overnight holter ECG recording was performed for analysis of heart rate variability (HRV). Secondly, we studied 87 overweight hypertensive women with natural menopause. They were randomised to use a central sympatholytic agent, moxonidine (0.3mg twice daily), the β-blocking agent atenolol (50 mg once daily+blacebo once daily) for 8 weeks. Inflammatory markers and adiponectin were analysed at the beginning and after 8 weeks. Activation of the SNS (increase in NA, decreased HRV) was seen in pregnant vs. non-pregnant women, but no difference existed between GDM and normal pregnancy. However, modulation (internal rhythm) of HRV was attenuated in GDM. Insulin and inflammatory cytokine levels were comparable in all pregnant women but nocturnal variation of concentrations of C-reactive protein, serum amyloid A and insulin were reduced in GDM. Levels of coagulation factor VIII were lower in GDM compared with normal pregnancy, whereas no other differences were seen in coagulation and fibrinolysis markers. No significant associations were seen between NA and the studied parameters. In the study of postmenopausal women, moxonidine treatment was associated with favourable changes in the inflammatory profile, seen as a decrease in TNFα concentrations (increase in atenolol group) and preservation of adiponectin levels (decrease in atenolol group). In conclusion, our results did not support our hypotheses of increased SNS activity in GDM or a marked association between NA and inflammatory and coagulation markers. Reduced biological variation of HRV, insulin and inflammatory cytokines suggests disturbance of autonomic and hormonal regulatory mechanisms in GDM. This is a novel finding. Further understanding of the regulatory mechanisms could allow earlier detection of risk women and the possibility of prevention. In addition, our results support consideration of the SNS as one of the therapeutic targets in the battle against metabolic diseases, including T2D and CVD.

Comparative safety respiratory pharmacology : validation of a head-out plethysmograph – pneumotachometer testing device in male Sprague–Dawley rats, Beagle dogs and Cynomolgus monkeys

Le but de cette étude était d’évaluer les qualifications de performance du système FlexiWare® chez le rat male Sprague Dawley et le singe Cynomolgus éveillés, ainsi que chez le chien Beagle éveillé et anesthésié, suite à l’administration de produits ayant une activité pharmacologique connue. Les produits utilisés incluaient l’albutérol administré par inhalation, la méthacholine, et le rémifentanil administrés par voie intraveineuse. Une solution saline administré par voie intraveneuse, a été utilisée comme substance témoin. Différentes variables ont servi à évaluer la réponse des animaux (rats, chien, singe). Ces dernières comprenaient la fréquence respiratoire (RR), le volume courant (TV), la ventilation minute (MV). Des paramètres additionnels ont été évalués chez le rat, soit les temps d’inspiration (IT) et d’expiration (ET), le temps du pic de débit expiratoire, les pics de débits inspiratoire et expiratoire, le ratio inspiratoire:expiratoire (I:E), le ratio inspiratoire sur respiration totale (I:TB), et l’écoulement expiratoire moyen (EF50). Les résultats obtenus ont démontré que le système FlexiWare® était suffisamment sensible et spécifique pour dépister, chez les espèces animales utilisées, les effets bronchodilateur, bronchoconstricteur et dépresseur central des substances testées. Il pourrait faire partie des méthodes (ICH 2000) utilisées en pharmacologie de sécurité lors de l’évaluation de substances pharmacologiques sur le système respiratoire des animaux de laboratoire. Les espèces animales utilisées ont semblé s’adapter aisément aux procédures de contention. Les paramètres évalués, RR, TV et MV ont permis de caractériser la réponse des animaux suite à l’administration de produits pharmacologiques à effets connus, judicieusement complétés par les variables de débit. L’ajout de paramètres du temps n’était pas primordiale pour détecter les effets des drogues, mais offre des outils complémentaires d’interpréter les changements physiologiques. Cependant, chez le rat conscient, la période d’évaluation ne devrait pas s’étendre au-delà d’une période de deux heures post traitement. Ces études constituent une évaluation des qualifications de performance de cet appareil et ont démontré de manière originale, la validation concurrentielle, en terme de précision (sensibilité et spécificité) et fiabilité pour différentes variables et sur différentes espèces.

Comparison of the cardio-respiratory effects of methadone and morphine in conscious dogs

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

Model refinement through high-performance computing: an agent-based HIV example

Background Recent advances in Immunology highlighted the importance of local properties on the overall progression of HIV infection. In particular, the gastrointestinal tract is seen as a key area during early infection, and the massive cell depletion associated with it may influence subsequent disease progression. This motivated the development of a large-scale agent-based model. Results Lymph nodes are explicitly implemented, and considerations on parallel computing permit large simulations and the inclusion of local features. The results obtained show that GI tract inclusion in the model leads to an accelerated disease progression, during both the early stages and the long-term evolution, compared to a theoretical, uniform model. Conclusions These results confirm the potential of treatment policies currently under investigation, which focus on this region. They also highlight the potential of this modelling framework, incorporating both agent-based and network-based components, in the context of complex systems where scaling-up alone does not result in models providing additional insights.

Introduction, establishment, and potential geographic range of Carmenta sp. nr ithacae (Lepidoptera: Sesiidae), a biological control agent for Parthenium hysterophorus (Asteraceae) in Australia

Parthenium (Parthenium hysterophorus L.), a major weed causing economic, environmental, and human and animal health problems in Australia and several countries in Asia, Africa, and the Pacific, has been a target for biological control in Australia since the mid-1970s. Nine species of insects and two rust fungi have been introduced as biological control agents into Australia. These include Carmenta sp. nr ithacae, a root feeding agent from Mexico. The larvae of C. sp. nr ithacae bore through the stem-base into the root where they feed on the cortical tissue of the taproot. During 1998-2002, 2,816 larval-infested plants and 387 adults were released at 31 sites across Queensland, Australia. Evidence of field establishment was first observed in two of the release sites in central Queensland in 2004. Annual surveys at these sites and nonrelease sites during 2006-2011 showed wide variations in the incidence and abundance of C. sp. nr ithacae between years and sites. Surveys at three of the nine release sites in northern Queensland and 16 of the 22 release sites in central Queensland confirmed the field establishment of C. sp. nr ithacae in four release sites and four nonrelease sites, all in central Queensland. No field establishment was evident in the inland region or in northern Queensland. A CLIMEX model based on the native range distribution of C. sp. nr ithacae predicts that areas east of the dividing range along the coast are more suitable for field establishment than inland areas. Future efforts to redistribute this agent should be restricted to areas identified as climatically favorable by the CLIMEX model.

Developmental-like responses in injured mature central neurons

Traumatic insults to the central nervous system are frequently followed by profound and irreversible neuronal loss as well as the inability of the damaged neurons to regenerate. One of the major therapeutic challenges is to increase the amount of surviving neurons after trauma. Thus it is crucial to understand how injury affects neuronal responses and which conditions are optimal for survival to prevent neuronal loss. During development neuronal survival is thought to be dependent on the competition for the availability of survival-promoting molecules called neurotrophic factors. Much less is known on the survival mechanisms of mature neurons under traumatic conditions. Increasing amount of evidence points towards the possibility that after injury neuronal responses might aquire some developmental characteristics. One of the important examples is the change in the responses to the neurotransmitter GABA: it is inhibitory in the intact mature neurons, but can induce excitation during development and after trauma. An important step in the maturation of GABAergic transmission in the CNS is the developmental shift in the action of GABAA receptor from depolarization in immature neurons to hyperpolarization in mature neurons. GABAA-mediated responses are tightly linked to the homeostasis of the chloride anion (Cl-), which in neurons is mainly regulated by Na+-K+-2Cl- cotransporter NKCC1 and K+-Cl- cotransporter KCC2. Trauma-induced functional downregulation of KCC2 promotes a shift from hyperpolarizing GABAA-mediated responses to depolarizing. Other important consequences of neuronal trauma are the emergence of dependency of central neurons on brain-derived neuro¬trophic factor (BDNF) for survival, as well as the upregulation of neurotrophin receptor p75NTR. Our aim was to answer the question whether these post-traumatic events are interrelated, and whether the regulation of BDNF and KCC2 expression is different under traumatic conditions and in intact neurons. To study responses of injured mature central neurons, we used an in vitro and in vivo axotomy models. For in vitro studies, we lesioned organotypic hippocampal slices between CA3 and CA1 regions, which resulted in selective axotomy of the CA3 neurons and denervation of the CA1 neurons. Some experiments were repeated in vivo by lesioning the neurons of the corticospinal tract at the internal capsule level, or by lesioning spinal motoneurons at the ventral root. We show that intact mature neurons do not require BDNF for survival, whereas in axotomized neurons apoptosis is induced upon BDNF deprivation. We further show that post-traumatic dependency on BDNF is mediated by injury-induced upregulation of p75NTR. Post-traumatic increase in p75NTR is induced by GABAA-mediated depolarization, consequent opening of voltage-gated Ca2+ channels, and the activation of Rho kinase ROCK. Thus, post-traumatic KCC2 downregulation leads to the dependency on BDNF through the induction of p75NTR upregulation. Neurons that survive after axotomy over longer period of time lose BDNF dependency and regain normal KCC2 levels. This phenomenon is promoted by BDNF itself, since after axotomy contrary to normal conditions KCC2 is upregulated by BDNF. The developmentally important thyroid hormone thyroxin regulates BDNF expression during development. We show that in mature intact neurons thyroxin downregulates BDNF, whereas after axotomy thyroxin upregulates BDNF. The elevation of BDNF expression by thyroxin promoted survival of injured neurons. In addition, thyroxin also enhanced axonal regeneration and promoted the regaining of normal levels of KCC2. Thus we show that this hormone acts at several levels on the axotomy-initiated chain of events described in the present work, and could be a potential therapeutic agent for the injured neurons. We have also characterized a previously unknown downregulatory interaction between thyroxin and KCC2 in intact neurons. In conclusion, we identified several important interactions at the neurotrophin-protein and hormone-neurotrophin level that acquire immature-like characteristics after axotomy and elucidated an important part of the mechanism by which axotomy leads to the requirement of BDNF trophic support. Based on these findings, we propose a new potential therapeutic strategy where developmentally crucial agents could be used to enhance survival and regeneration of axotomized mature central neurons.

Mobile agent based node monitoring protocol for MANETs

Mobile ad-hoc network is a wireless ad-hoc network with dynamic network topology. The Dynamicity, due to the random node movement, and scarcity of resources lead to a challenge in monitoring the nodes in a MANET. Monitoring the lack of resources (bandwidth, buffer, and energy), misbehavior, and mobility at node level remains, a challenge. In a MANET the proposed protocol uses both static as well as mobile agents, where the mobile agents migrate to different clusters of the zones respectively, collect the node status information periodically, and provide a high level information to the static agent (which resides at the central node) by analyzing the raw information at the nodes. This, in turn, reduces the network traffic and conserves the workload of the central node, where a static agent is available with high level information and in coordination with other modules. The protocol has been tested in different size MANETs with variable number of nodes and applications. The results shown in the simulation indicates the effectiveness of the protocol.

Performance evaluation of mobile agent based resource management protocol for MANETs

The nodes with dynamicity, and management without administrator are key features of mobile ad hoc networks (1VIANETs). Increasing resource requirements of nodes running different applications, scarcity of resources, and node mobility in MANETs are the important issues to be considered in allocation of resources. Moreover, management of limited resources for optimal allocation is a crucial task. In our proposed work we discuss a design of resource allocation protocol and its performance evaluation. The proposed protocol uses both static and mobile agents. The protocol does the distribution and parallelization of message propagation (mobile agent with information) in an efficient way to achieve scalability and speed up message delivery to the nodes in the sectors of the zones of a MANET. The protocol functionality has been simulated using Java Agent Development Environment (JADE) Framework for agent generation, migration and communication. A mobile agent migrates from central resource rich node with message and navigate autonomously in the zone of network until the boundary node. With the performance evaluation, it has been concluded that the proposed protocol consumes much less time to allocate the required resources to the nodes under requirement, utilize less network resources and increase the network scalability. (C) 2015 Elsevier B.V. All rights reserved.

Distributed optimization in power networks and general multi-agent systems

The dissertation studies the general area of complex networked systems that consist of interconnected and active heterogeneous components and usually operate in uncertain environments and with incomplete information. Problems associated with those systems are typically large-scale and computationally intractable, yet they are also very well-structured and have features that can be exploited by appropriate modeling and computational methods. The goal of this thesis is to develop foundational theories and tools to exploit those structures that can lead to computationally-efficient and distributed solutions, and apply them to improve systems operations and architecture.

Specifically, the thesis focuses on two concrete areas. The first one is to design distributed rules to manage distributed energy resources in the power network. The power network is undergoing a fundamental transformation. The future smart grid, especially on the distribution system, will be a large-scale network of distributed energy resources (DERs), each introducing random and rapid fluctuations in power supply, demand, voltage and frequency. These DERs provide a tremendous opportunity for sustainability, efficiency, and power reliability. However, there are daunting technical challenges in managing these DERs and optimizing their operation. The focus of this dissertation is to develop scalable, distributed, and real-time control and optimization to achieve system-wide efficiency, reliability, and robustness for the future power grid. In particular, we will present how to explore the power network structure to design efficient and distributed market and algorithms for the energy management. We will also show how to connect the algorithms with physical dynamics and existing control mechanisms for real-time control in power networks.

The second focus is to develop distributed optimization rules for general multi-agent engineering systems. A central goal in multiagent systems is to design local control laws for the individual agents to ensure that the emergent global behavior is desirable with respect to the given system level objective. Ideally, a system designer seeks to satisfy this goal while conditioning each agent’s control on the least amount of information possible. Our work focused on achieving this goal using the framework of game theory. In particular, we derived a systematic methodology for designing local agent objective functions that guarantees (i) an equivalence between the resulting game-theoretic equilibria and the system level design objective and (ii) that the resulting game possesses an inherent structure that can be exploited for distributed learning, e.g., potential games. The control design can then be completed by applying any distributed learning algorithm that guarantees convergence to the game-theoretic equilibrium. One main advantage of this game theoretic approach is that it provides a hierarchical decomposition between the decomposition of the systemic objective (game design) and the specific local decision rules (distributed learning algorithms). This decomposition provides the system designer with tremendous flexibility to meet the design objectives and constraints inherent in a broad class of multiagent systems. Furthermore, in many settings the resulting controllers will be inherently robust to a host of uncertainties including asynchronous clock rates, delays in information, and component failures.

An application of a multiple agent system for flexible assemble tasks

C.H. Orgill, N.W. Hardy, M.H. Lee, and K.A.I. Sharpe. An application of a multiple agent system for flexible assemble tasks. In Knowledge based envirnments for industrial applications including cooperating expert systems in control. IEE London, 1989.

Printed blank from the New York Central and Hudson River Railroad Express Freight Line, New York for shipping packages of brackets and racks to S.D. Woodruff of St. Catharines

Printed blank from the New York Central and Hudson River Railroad Express Freight Line, New York for shipping packages of brackets and racks to S.D. Woodruff of St. Catharines. This document is signed by R.L. Crawford, agent, Aug.11, 1876.

Studies on the exaggerated inflammatory response caused by streptococcus suis at systemic and central nervous system levels

Streptococcus suis de type 2 est un microorganisme pathogène d’importance chez le porc. Il est la cause de différentes pathologies ayant comme caractéristique commune la méningite. C’est également un agent émergeant de zoonose : des cas cliniques humains ont récemment été rapportés en Asie. Cependant, la pathogénèse de S. suis n’est pas encore complètement élucidée. Jusqu’à présent, la réponse pro-inflammatoire initiée par S. suis n’a été étudiée qu’in vitro. L’étude du choc septique et de la méningite requiert toujours des modèles expérimentaux appropriés. Au cours de cette étude, nous avons développé un modèle in vivo d’infection chez la souris qui utilise la voie d’inoculation intra-péritonéale. Ce modèle a servi à l’étude de la réponse pro-inflammatoire associée à ce pathogène, tant au niveau systémique qu’au niveau du système nerveux central (SNC). Il nous a également permis de déterminer si la sensibilité aux infections à S. suis pouvait être influencée par des prédispositions génétiques de l’hôte. Le modèle d’infection par S. suis a été mis au point sur des souris de lignée CD1. Les résultats ont démontré une bactériémie élevée pendant les trois jours suivant l’infection. Celle-ci était accompagnée d’une libération rapide et importante de différentes cytokines pro-inflammatoires (TNF-α, IL-6, IL-12p40/p70, IFN-ɣ) et de chémokines (KC, MCP-1 and RANTES), qui ont entraîné un choc septique et la mort de 20 % des animaux. Ensuite, pour confirmer le rôle de l’inflammation sur la mortalité et pour déterminer si les caractéristiques génétiques de l’hôte pouvaient influencer la réponse inflammatoire et l’issue de la maladie, le modèle d’infection a été étendu à deux lignées murines consanguines différentes considérées comme résistante : la lignée C57BL/6 (B6), et sensible : la lignée A/J. Les résultats ont démontré une importante différence de sensibilité entre les souris A/J et les souris B6, avec un taux de mortalité atteignant 100 % à 20 h post-infection (p.i.) pour la première lignée et de seulement 16 % à 36 h p.i. pour la seconde. La quantité de bactéries dans le sang et dans les organes internes était similaire pour les deux lignées. Donc, tout comme dans la lignée CD1, la bactériémie ne semblait pas être liée à la mort des souris. La différence entre les taux de mortalité a été attribuée à un choc septique non contrôlé chez les souris A/J infectées par S. suis. Les souris A/J présentaient des taux exceptionnellement élevés de TNF-α, IL-12p40/p70, IL-1β and IFN- γ, significativement supérieurs à ceux retrouvés dans la lignée B6. Par contre, les niveaux de chémokines étaient similaires entre les lignées, ce qui suggère que leur influence est limitée dans le développement du choc septique dû à S. suis. Les souris B6 avaient une production plus élevée d’IL-10, une cytokine anti-inflammatoire, ce qui suppose que la cascade cytokinaire pro-inflammatoire était mieux contrôlée, entraînant un meilleur taux de survie. Le rôle bénéfique potentiel de l’IL-10 chez les souris infectées par S. suis a été confirmé par deux approches : d’une part en bloquant chez les souris B6 le récepteur cellulaire à l’IL-10 (IL-10R) par un anticorps monoclonal anti-IL-10R de souris et d’autre part en complémentant les souris A/J avec de l’IL-10 de souris recombinante. Les souris B6 ayant reçu le anticorps monoclonal anti-IL-10R avant d’être infectées par S. suis ont développé des signes cliniques aigus similaires à ceux observés chez les souris A/J, avec une mortalité rapide et élevée et des taux de TNF-α plus élevés que les souris infectées non traitées. Chez les souris A/J infectées par S. suis, le traitement avec l’IL-10 de souris recombinante a significativement retardé l’apparition du choc septique. Ces résultats montrent que la survie au choc septique dû à S. suis implique un contrôle très précis des mécanismes pro- et anti-inflammatoires et que la réponse anti-inflammatoire doit être activée simultanément ou très rapidement après le début de la réponse pro-inflammatoire. Grâce à ces expériences, nous avons donc fait un premier pas dans l’identification de gènes associés à la résistance envers S. suis chez l’hôte. Une des réussites les plus importantes du modèle d’infection de la souris décrit dans ce projet est le fait que les souris CD1 ayant survécu à la septicémie présentaient dès 4 jours p.i. des signes cliniques neurologiques clairs et un syndrome vestibulaire relativement similaires à ceux observés lors de méningite à S. suis chez le porc et chez l’homme. L’analyse par hybridation in situ combinée à de l’immunohistochimie des cerveaux des souris CD1 infectées a montré que la réponse inflammatoire du SNC débutait avec une augmentation significative de la transcription du Toll-like receptor (TLR)2 et du CD14 dans les microvaisseaux cérébraux et dans les plexus choroïdes, ce qui suggère que S. suis pourrait se servir de ces structures comme portes d’entrée vers le cerveau. Aussi, le NF-κB (suivi par le système rapporteur de l’activation transcriptionnelle de IκBα), le TNF-α, l’IL-1β et le MCP-1 ont été activés, principalement dans des cellules identifiées comme de la microglie et dans une moindre mesure comme des astrocytes. Cette activation a également été observée dans différentes structures du cerveau, principalement le cortex cérébral, le corps calleux, l’hippocampe, les plexus choroïdes, le thalamus, l’hypothalamus et les méninges. Partout, cette réaction pro-inflammatoire était accompagnée de zones extensives d’inflammation et de nécrose, de démyélinisation sévère et de la présence d’antigènes de S. suis dans la microglie. Nous avons mené ensuite des études in vitro pour mieux comprendre l’interaction entre S. suis et la microglie. Pour cela, nous avons infecté des cellules microgliales de souris avec la souche sauvage virulente (WT) de S. suis, ainsi qu’avec deux mutants isogéniques, un pour la capsule (CPS) et un autre pour la production d’hémolysine (suilysine). Nos résultats ont montré que la capsule était un important mécanisme de résistance à la phagocytose pour S. suis et qu’elle modulait la réponse inflammatoire, en dissimulant les composants pro-inflammatoires de la paroi bactérienne. Par contre, l’absence d’hémolysine, qui est un facteur cytotoxique potentiel, n’a pas eu d’impact majeur sur l’interaction de S. suis avec la microglie. Ces études sur les cellules microgliales ont permis de confirmer les résultats obtenus précédemment in vivo. La souche WT a induit une régulation à la hausse du TLR2 ainsi que la production de plusieurs médiateurs pro-inflammatoires, dont le TNF-α et le MCP-1. S. suis a induit la translocation du NF-kB. Cet effet était plus rapide dans les cellules stimulées par le mutant déficient en CPS, ce qui suggère que les composants de la paroi cellulaire représentent de puissants inducteurs du NF-kB. De plus, la souche S. suis WT a stimulé l’expression de la phosphotyrosine, de la PKC et de différentes cascades liées à l’enzyme mitogen-activated protein kinase (MAPK). Cependant, les cellules microgliales infectées par le mutant déficient en CPS ont montré des profils de phosphorylation plus forts et plus soutenus que celles infectées par le WT. Finalement, la capsule a aussi modulé l’expression de l’oxyde nitrique synthétase inductible (iNOS) induite par S. suis et par la production subséquente d’oxyde nitrique par la microglie. Ceci pourrait être lié in vivo à la neurotoxicité et à la vasodilatation. Nous pensons que ces résultats contribueront à une meilleure compréhension des mécanismes sous-tendant l’induction de l’inflammation par S. suis, ce qui devrait permettre, d’établir éventuellement des stratégies plus efficaces de lutte contre la septicémie et la méningite. Enfin, nous pensons que ce modèle expérimental d’infection chez la souris pourra être utilisé dans l’étude de la pathogénèse d’autres bactéries ayant le SNC pour cible.

Conception, synthèse et diversification de l'azaGly-Pro : un mime de tour beta, outil d'étude structure-activité : application au développement d'un nouvel agent tocolytique

Les accouchements prématurés constituent un problème médical majeur en constante augmentation et ce, malgré tous les efforts mis en œuvre afin de contrer le déclenchement des contractions avant terme. Cette thèse relate du ''design'' rationnel d'un nouvel agent thérapeutique (i.e., tocolytique) qui serait capable de 1) arrêter les contractions, et 2) prolonger la gestation. Pour ce faire, une nouvelle cible, la prostaglandine F2α et son récepteur ont été sélectionnés et le peptidomimétisme a été choisi afin de résoudre cette problématique. L'introduction contient un historique rapide de la conception à la synthèse (''drug design'') du peptide parent, le PDC113, premier peptide a avoir démontré des aptitudes tocolytiques suffisantes pour faire du peptidomimétisme. La deuxième partie de l'introduction présente les concepts du peptidomimétisme appliqués au PDC113 qui ont permis d'accéder au PDC113.824, inhibiteur allostérique du récepteur de la prostaglandine F2α, et explique comment ce mime nous a permis d'élucider les mécanismes de signalisation intracellulaire impliqués dans la contraction musculaire lisse. Cette thèse présente la conception, la synthèse et l'étude structure-activité de mimes de repliement de tour β au sein du mime peptidique original (PDC113.824) dans lequel nous avons remplacé l'azabicycloalkane central (l'indolizidin-2-one) par une série d'autres azabicycloalcanes connus et des acides aza-aminés dont nous avons élaboré la synthèse. Dans un premier temps, une nouvelle stratégie de synthèse en solution de l'aza-glycyl-proline à partir de la diphényle hydrazone et du chloroformate de p-nitrophényle a été réalisée. Cette stratégie a permis d'éliminer les réactions secondaires de cyclisation intramoléculaires communément obtenues lors de l'introduction d'acides aza-aminés avec les protections traditionnelles de type carbamate en présence de phosgène, mais aussi de faciliter l'accès en une étape à des dérivés peptidiques du type aza-glycyle. L'élongation de l'aza-glycyl-proline en solution nous a permis d'accéder à un nouveau mime tetrapeptidique du Smac, un activateur potentiel de l'apoptose au sein de cellules cancéreuses. Par la suite, nous avons développé une stratégie de diversification sélective de l'azote α du résidu azaglycine en utilisant différents types d'halogénures d'alkyle en présence de tert-butoxyde de potassium. Afin de valider le protocole d'alkylation de l'aza-dipeptide, différents halogénures d'alkyle ont été testés. Nous avons également démontré l'utilité des aza-dipeptides résultants en tant que ''building block'' afin d'accéder à une variété d'azapeptides. En effet, l'aza-dipeptide a été déprotégée sélectivement soit en N-terminal soit en C-terminal, respectivement. D'autre part, la libération de l'amine de l'ester méthylique de l'aza-alkylglycyl-proline a conduit à une catégorie de composés à potentiel thérapeutique, les azadicétopipérazines (aza-DKP) par cyclisation intramoléculaire. Enfin, notre intérêt quant au développement d'un nouvel agent tocolytique nous a amené à développer une nouvelle voie de synthèse en solution du PDC113.824 permettant ainsi d'élucider les voies de signalisation intracellulaires du récepteur de la prostaglandine F2α. Afin de valider l'importance de la stéréochimie et d'étudier la relation structure/ activité du mime, nous avons remplacé l'indolizidin-2-one (I2aa) centrale du PDC113.824 par une série d'autres azabicycloalcanes et azadipeptides. Les azabicycloalcanes D-I2aa, quinolizidinone, et indolizidin-9-one ont été synthétisés et incorporés au sein du dit peptide ne donnant aucune activité ni in vitro ni ex vivo, validant ainsi l'importance du tour β de type II' pour le maintien de l'activité biologique du PDC113.824. Finalement, l'insertion d'une série de dérivés aza(alkyl)glycyl-prolyles a mené à de nouveaux inhibiteurs allostériques du récepteur de la PGF2α, l'un contenant l'azaglycine et l'autre, l'azaphénylalanine. Cette thèse a ainsi contribué, grâce à la conception et l'application de nouvelles méthodes de synthèse d'aza-peptides, au développement de nouveaux composés à potentiel thérapeutique afin d'inhiber le travail prématuré.

Decision‐Making in Public Good Dilemmas: Theory and Agent‐Based Simulation

In many real world contexts individuals find themselves in situations where they have to decide between options of behaviour that serve a collective purpose or behaviours which satisfy one’s private interests, ignoring the collective. In some cases the underlying social dilemma (Dawes, 1980) is solved and we observe collective action (Olson, 1965). In others social mobilisation is unsuccessful. The central topic of social dilemma research is the identification and understanding of mechanisms which yield to the observed cooperation and therefore resolve the social dilemma. It is the purpose of this thesis to contribute this research field for the case of public good dilemmas. To do so, existing work that is relevant to this problem domain is reviewed and a set of mandatory requirements is derived which guide theory and method development of the thesis. In particular, the thesis focusses on dynamic processes of social mobilisation which can foster or inhibit collective action. The basic understanding is that success or failure of the required process of social mobilisation is determined by heterogeneous individual preferences of the members of a providing group, the social structure in which the acting individuals are contained, and the embedding of the individuals in economic, political, biophysical, or other external contexts. To account for these aspects and for the involved dynamics the methodical approach of the thesis is computer simulation, in particular agent-based modelling and simulation of social systems. Particularly conductive are agent models which ground the simulation of human behaviour in suitable psychological theories of action. The thesis develops the action theory HAPPenInGS (Heterogeneous Agents Providing Public Goods) and demonstrates its embedding into different agent-based simulations. The thesis substantiates the particular added value of the methodical approach: Starting out from a theory of individual behaviour, in simulations the emergence of collective patterns of behaviour becomes observable. In addition, the underlying collective dynamics may be scrutinised and assessed by scenario analysis. The results of such experiments reveal insights on processes of social mobilisation which go beyond classical empirical approaches and yield policy recommendations on promising intervention measures in particular.