Dynamique de la paroi cellulaire dans la régulation de la morphogenèse et de la croissance cellulaire

Cells in nature develop in a wide range of forms, following diverse growth patterns. Despite the importance of these fundamental processes, how cells regulate their growth and morphogenesis is still poorly understood. In this thesis, I explored these processes, focusing my investigations on tip growing walled cells and in particular, by exploiting the fission yeast Schyzosaccharomyces pombe, adopting a mainly biomechanical approach. To this aim, I first developed novel methods to measure key cell wall mechanical parameters in vivo and in large scale, which allowed the very first observations of cell wall dynamics. This revealed that the cell wall is softer and highly variable at growing poles, and almost stable and stiffer at non-growing sites. During elongation, there is an interplay between wall mechanics and cell growth, whose active control allows cell expansion while preserving cell integrity. In addition, I observed that there is a strong correlation between cell wall mechanics and cell morphology, and ectopic perturbations of wall properties directly affect shape establishment and maintenance. Together my results show that the regulation of wall mechanics is fundamental in the determination of cell dynamics in tip growing walled cells. Moreover, this suggests that dynamic observation of cell surface mechanics is crucial for a complete understanding of multifactorial and complex processes as growth and morphogenesis.Les cellules dans la nature se développent dans un large éventail de formes, suivant divers modèles de croissance. Malgré l'importance de ces processus fondamentaux, la façon dont les cellules régulent leur croissance et leur morphogenèse est encore mal comprise. Dans cette thèse, j'ai exploré ces aspects, avec une approche principalement biomécanique, en concentrant mes investigations sur des cellules à paroi à croissance de pointe et en exploitant en particulier la levure fissipare Schyzosaccharomyces pombe. J'ai d'abord développé de nouvelles méthodes pour mesurer les paramètres mécaniques clés de la paroi cellulaire in vivo et à grande échelle, ce qui a permis les premières observations de la dynamique des parois cellulaires. Ceci a révélé que la paroi cellulaire est plus souple et très variable au niveau des pôles de croissance, et presque stable et plus rigide dans les sites non cultivés. Au cours de l'allongement, il existe une interaction entre la mécanique des parois et la croissance cellulaire, dont le contrôle actif permet l'expansion cellulaire tout en préservant l'intégrité des cellules. De plus, j'ai observé qu'il existe une forte corrélation entre la mécanique des parois cellulaires et la morphologie cellulaire, et des perturbations des propriétés de la paroi affectent directement l'établissement et la maintenance de la forme. Ensemble, mes résultats montrent que la régulation de la paroi est fondamentale dans la détermination de la dynamique cellulaire dans les cellules à parois épaissies. Globalement, cela suggère que l'observation dynamique de la mécanique de surface cellulaire est essentielle pour une compréhension complète des processus multifactoriels et complexes comme la croissance et la morphogenèse

Cell Wall Dynamics in the Regulation of Cell Morphogenesis and Growth

Les cellules dans la nature se développent dans un large éventail de formes, suivant divers modèles de croissance. Malgré l'importance de ces processus fondamentaux, la façon dont les cellules régulent leur croissance et leur morphogenèse est encore mal comprise. Dans cette thèse, j'ai exploré ces aspects, avec une approche principalement biomécanique, en concentrant mes investigations sur des cellules à paroi à croissance de pointe et en exploitant en particulier la levure fissipare Schyzosaccharomyces pombe. J'ai d'abord développé de nouvelles méthodes pour mesurer les paramètres mécaniques clés de la paroi cellulaire in vivo et à grande échelle, ce qui a permis les premières observations de la dynamique des parois cellulaires. Ceci a révélé que la paroi cellulaire est plus souple et très variable au niveau des pôles de croissance, et presque stable et plus rigide dans les sites non cultivés. Au cours de l'allongement, il existe une interaction entre la mécanique des parois et la croissance cellulaire, dont le contrôle actif permet l'expansion cellulaire tout en préservant l'intégrité des cellules. De plus, j'ai observé qu'il existe une forte corrélation entre la mécanique des parois cellulaires et la morphologie cellulaire, et des perturbations des propriétés de la paroi affectent directement l'établissement et la maintenance de la forme. Ensemble, mes résultats montrent que la régulation de la paroi est fondamentale dans la détermination de la dynamique cellulaire dans les cellules à parois épaissies. Globalement, cela suggère que l'observation dynamique de la mécanique de surface cellulaire est essentielle pour une compréhension complète des processus multifactoriels et complexes comme la croissance et la morphogenèse.Cells in nature develop in a wide range of forms, following diverse growth patterns. Despite the importance of these fundamental processes, how cells regulate their growth and morphogenesis is still poorly understood. In this thesis, I explored these processes, focusing my investigations on tip growing walled cells and in particular, by exploiting the fission yeast Schyzosaccharomyces pombe, adopting a mainly biomechanical approach. To this aim, I first developed novel methods to measure key cell wall mechanical parameters in vivo and in large scale, which allowed the very first observations of cell wall dynamics. This revealed that the cell wall is softer and highly variable at growing poles, and almost stable and stiffer at non-growing sites. During elongation, there is an interplay between wall mechanics and cell growth, whose active control allows cell expansion while preserving cell integrity. In addition, I observed that there is a strong correlation between cell wall mechanics and cell morphology, and ectopic perturbations of wall properties directly affect shape establishment and maintenance. Together my results show that the regulation of wall mechanics is fundamental in the determination of cell dynamics in tip growing walled cells. Moreover, this suggests that dynamic observation of cell surface mechanics is crucial for a complete understanding of multifactorial and complex processes as growth and morphogenesis

Dynamique de la paroi cellulaire dans la régulation de la morphogenèse et de la croissance cellulaire

Cells in nature develop in a wide range of forms, following diverse growth patterns. Despite the importance of these fundamental processes, how cells regulate their growth and morphogenesis is still poorly understood. In this thesis, I explored these processes, focusing my investigations on tip growing walled cells and in particular, by exploiting the fission yeast Schyzosaccharomyces pombe, adopting a mainly biomechanical approach. To this aim, I first developed novel methods to measure key cell wall mechanical parameters in vivo and in large scale, which allowed the very first observations of cell wall dynamics. This revealed that the cell wall is softer and highly variable at growing poles, and almost stable and stiffer at non-growing sites. During elongation, there is an interplay between wall mechanics and cell growth, whose active control allows cell expansion while preserving cell integrity. In addition, I observed that there is a strong correlation between cell wall mechanics and cell morphology, and ectopic perturbations of wall properties directly affect shape establishment and maintenance. Together my results show that the regulation of wall mechanics is fundamental in the determination of cell dynamics in tip growing walled cells. Moreover, this suggests that dynamic observation of cell surface mechanics is crucial for a complete understanding of multifactorial and complex processes as growth and morphogenesis.Les cellules dans la nature se développent dans un large éventail de formes, suivant divers modèles de croissance. Malgré l'importance de ces processus fondamentaux, la façon dont les cellules régulent leur croissance et leur morphogenèse est encore mal comprise. Dans cette thèse, j'ai exploré ces aspects, avec une approche principalement biomécanique, en concentrant mes investigations sur des cellules à paroi à croissance de pointe et en exploitant en particulier la levure fissipare Schyzosaccharomyces pombe. J'ai d'abord développé de nouvelles méthodes pour mesurer les paramètres mécaniques clés de la paroi cellulaire in vivo et à grande échelle, ce qui a permis les premières observations de la dynamique des parois cellulaires. Ceci a révélé que la paroi cellulaire est plus souple et très variable au niveau des pôles de croissance, et presque stable et plus rigide dans les sites non cultivés. Au cours de l'allongement, il existe une interaction entre la mécanique des parois et la croissance cellulaire, dont le contrôle actif permet l'expansion cellulaire tout en préservant l'intégrité des cellules. De plus, j'ai observé qu'il existe une forte corrélation entre la mécanique des parois cellulaires et la morphologie cellulaire, et des perturbations des propriétés de la paroi affectent directement l'établissement et la maintenance de la forme. Ensemble, mes résultats montrent que la régulation de la paroi est fondamentale dans la détermination de la dynamique cellulaire dans les cellules à parois épaissies. Globalement, cela suggère que l'observation dynamique de la mécanique de surface cellulaire est essentielle pour une compréhension complète des processus multifactoriels et complexes comme la croissance et la morphogenèse

Aspirin and renal insufficiency progression in patients with atrial fibrillation and chronic kidney disease

BACKGROUND: In experimental models, thromboxane (Tx)A2 reduced renal perfusion and accelerated renal failure. The aim of the study was to investigate the association between the use of aspirin, which inhibits TxA2 production, and the incidence of an estimated Glomerular Filtration Rate (eGFR) <60 and <45ml/min/1.73m2 in patients with atrial fibrillation (AF) and chronic kidney disease (CKD). METHODS: Prospective multicentre observational cohort study including 800 anticoagulated AF patients; CKD was defined as an eGFR <90ml/min/1.73m2 by CKD-EPI formula; eGFR was measured at baseline and after a median of 28.0months. Urinary 11-dehydro-TxB2, was measured in 401 patients. The incidence of cardiovascular events (CVEs) was also registered. RESULTS: Baseline eGFR was 65.1ml/min/1.73m2; 147 and 91 patients had incident eGFR<60 and <45ml/min/1.73m2, respectively; 16.5% patients received a concomitant treatment with aspirin 100mg/day. Multivariate logistic regression analysis showed a direct association with incident eGFR<45ml/min/1.73m2 for female sex (odds ratio [OR]:1.910, p=0.005) and hypertension (OR: 7.589, p=0.047), while aspirin use was inversely associated (OR: 0.347, p=0.016). Propensity score adjustment confirmed this association (p=0.017). Patients with incident eGFR<45ml/min/1.73m2 had higher TxB2, compared to those without (123.0 vs. 90.0ng/mg creatinine, p=0.031); TxB2 was inversely associated with incident eGFR<45ml/min/1.73m2 (log TxB2 OR 2.239, p=0.036). Incident eGFR<45ml/min was associated with an increased rate of CVEs (HR: 2.211, p=0.01). CONCLUSION: Aspirin use was associated with a less decline in eGFR in our cohort of AF patients with CKD. Our findings suggest that TxA2 may be implicated in renal function deterioration in AF

Carotid plaque detection improves the predictve value of CHA2DS2-VASc score in patients with non-valvular atrial fibrilation: The ARAPACIS Study

Background and aims: Vascular disease (VD), as assessed by history of myocardial infarction or peripheral artery disease or aortic plaque, increases stroke risk in atrial fibrillation (AF), and is a component of risk assessment using the CHA(2)DS(2)-VASc score. We investigated if systemic atherosclerosis as detected by ultrasound carotid plaque (CP) could improve the predictive value of the CHA(2)DS(2)-VASc score.Methods: We analysed data from the ARAPACIS study, an observational study including 2027 Italian patients with non-valvular AF, in whom CP was detected using Doppler Ultrasonography.Results: VD was reported in 351 (17.3%) patients while CP was detected in 16.6% patients. Adding CP to the VD definition leaded to higher VD prevalence (30.9%). During a median [IQR] follow-up time of 36 months, 56 (2.8%) stroke/TIA eventswere recorded. Survival analysis showed that conventional VD alone did not increase the risk of stroke (Log-Rank: 0.009, p = 0.924), while addition of CP to conventional VD was significantly associated to an increased risk of stroke (LR: 5.730, p = 0.017). Cox regression analysis showed that VD + CP was independently associated with stroke (HR: 1.78, 95% CI: 1.05-3.01, p = 0.0318). Reclassification analysis showed that VD + CP allowed a significant risk reclassification when compared to VD alone in predicting stroke at 36 months (NRI: 0.192, 95% CI: 0.028-0.323, p = 0.032).Conclusions: In non-valvular AF patients the addition of ultrasound detection of carotid plaque to conventional VD significantly increases the predictive value of CHA(2)DS(2)-VASc score for stroke. (C) 2017 Published by Elsevier Ireland Ltd