Computational fluid dynamic simulations of maternal circulation : wall shear stress in the human placenta and its biological implications

Introduction In the human placenta the maternal blood circulates in the intervillous space (IVS). The syncytiotrophoblast (STB) is in direct contact with maternal blood. The wall shear stress (WSS) exerted by the maternal blood flow on the STB has not been evaluated. Our objective was to determine the physiological WSS exerted on the surface of the STB during the third trimester of pregnancy. Material and Methods To gain insight into the shear stress levels that the STB is expected to experience in vivo, we have formulated three different computational models of varying levels of complexity that reflect different physical representations of the IVS. Computations of the flow fields in all models were performed using the CFD module of the finite element code COMSOL Multi-physics 4.4. The mean velocity of maternal blood in the IVS during the third trimester was measured in vivo with dynamic MRI (0.94 +/- 0.14 mm.s(-1)). To investigate if the in silico results are consistent with physiological observations, we studied the cytoadhesion of human parasitized (Plasmodium falciparum) erythrocytes to primary human STB cultures, in flow conditions with different WSS values. Results The WSS applied to the STB is highly heterogeneous in the IVS. The estimated average values are relatively low (0.5 +/- 0.2 to 2.3 +/- 1.1 dyn.cm(-2)). The increase of WSS from 0.15 to 5 dyn.cm(-2) was associated with a significant decrease of infected erythrocyte cytoadhesion. No cytoadhesion of infected erythrocytes was observed above 5 dyn.cm(-2) applied for one hour. Conclusion Our study provides for the first time a WSS estimation in the maternal placental circulation. In spite of high maternal blood flow rates, the average WSS applied at the surface of the chorionic villi is low (<5 dyn.cm(-2)). These results provide the basis for future physiologicallyrelevant in vitro studies of the biological effects of WSS on the STB

The Effect of the Achilles Tendon on Trabecular Structure in the Primate Calcaneus

Humans possess the longest Achilles tendon relative to total muscle length of any primate, an anatomy that is beneficial for bipedal locomotion. Reconstructing the evolutionary history of the Achilles tendon has been challenging, in part because soft tissue does not fossilize. The only skeletal evidence for Achilles tendon anatomy in extinct taxa is the insertion site on the calcaneal tuber, which is rarely preserved in the fossil record and, when present, is equivocal for reconstructing tendon morphology. In this study, we used high‐resolution three‐dimensional microcomputed tomography (micro‐CT) to quantify the microstructure of the trabecular bone underlying the Achilles tendon insertion site in baboons, gibbons, chimpanzees, and humans to test the hypothesis that trabecular orientation differs among primates with different tendon morphologies. Surprisingly, despite their very different Achilles tendon lengths, we were unable to find differences between the trabecular properties of chimpanzee and human calcanei in this specific region. There were regional differences within the calcaneus in the degree of anisotropy (DA) in both chimpanzees and humans, though the patterns were similar between the two species (higher DA inferiorly in the calcaneal tuber). Our results suggest that while trabecular bone within the calcaneus varies, it does not respond to the variation of Achilles tendon morphology across taxa in the way we hypothesized. These results imply that internal bone architecture may not be informative for reconstructing Achilles tendon anatomy in early hominins. Anat Rec, 296:1509–1517, 2013. © 2013 Wiley Periodicals, Inc.Peer Reviewedhttp://deepblue.lib.umich.edu/bitstream/2027.42/100175/1/ar22739.pd

Genome-wide, high-content siRNA screening identifies the Alzheimer's genetic risk factor FERMT2 as a major modulator of APP metabolism

Genome-wide association studies (GWASs) have identified 19 susceptibility loci for Alzheimer’s disease (AD). However, understanding how these genes are involved in the pathophysiology of AD is one of the main challenges of the “post-GWAS” era. At least 123 genes are located within the 19 susceptibility loci; hence, a conventional approach (studying the genes one by one) would not be time- and cost-effective. We therefore developed a genome-wide, high-content siRNA screening approach and used it to assess the functional impact of gene under-expression on APP metabolism. We found that 832 genes modulated APP metabolism. Eight of these genes were located within AD susceptibility loci. Only FERMT2 (a β3-integrin co-activator) was also significantly associated with a variation in cerebrospinal fluid Aβ peptide levels in 2886 AD cases. Lastly, we showed that the under-expression of FERMT2 increases Aβ peptide production by raising levels of mature APP at the cell surface and facilitating its recycling. Taken as a whole, our data suggest that FERMT2 modulates the AD risk by regulating APP metabolism and Aβ peptide production

Lucy's Flat Feet: The Relationship between the Ankle and Rearfoot Arching in Early Hominins

BACKGROUND. In the Plio-Pleistocene, the hominin foot evolved from a grasping appendage to a stiff, propulsive lever. Central to this transition was the development of the longitudinal arch, a structure that helps store elastic energy and stiffen the foot during bipedal locomotion. Direct evidence for arch evolution, however, has been somewhat elusive given the failure of soft-tissue to fossilize. Paleoanthropologists have relied on footprints and bony correlates of arch development, though little consensus has emerged as to when the arch evolved. METHODOLOGY/PRINCIPAL FINDINGS. Here, we present evidence from radiographs of modern humans (n=261) that the set of the distal tibia in the sagittal plane, henceforth referred to as the tibial arch angle, is related to rearfoot arching. Non-human primates have a posteriorly directed tibial arch angle, while most humans have an anteriorly directed tibial arch angle. Those humans with a posteriorly directed tibial arch angle (8%) have significantly lower talocalcaneal and talar declination angles, both measures of an asymptomatic flatfoot. Application of these results to the hominin fossil record reveals that a well developed rearfoot arch had evolved in Australopithecus afarensis. However, as in humans today, Australopithecus populations exhibited individual variation in foot morphology and arch development, and "Lucy" (A.L. 288-1), a 3.18 Myr-old female Australopithecus, likely possessed asymptomatic flat feet. Additional distal tibiae from the Plio-Pleistocene show variation in tibial arch angles, including two early Homo tibiae that also have slightly posteriorly directed tibial arch angles. CONCLUSIONS/SIGNIFICANCE. This study finds that the rearfoot arch was present in the genus Australopithecus. However, the female Australopithecus afarensis "Lucy" has an ankle morphology consistent with non-pathological flat-footedness. This study suggests that, as in humans today, there was variation in arch development in Plio-Pleistocene hominins.Leakey Foundatio

The evolution of the upright posture and gait—a review and a new synthesis

During the last century, approximately 30 hypotheses have been constructed to explain the evolution of the human upright posture and locomotion. The most important and recent ones are discussed here. Meanwhile, it has been established that all main hypotheses published until the last decade of the past century are outdated, at least with respect to some of their main ideas: Firstly, they were focused on only one cause for the evolution of bipedality, whereas the evolutionary process was much more complex. Secondly, they were all placed into a savannah scenario. During the 1990s, the fossil record allowed the reconstruction of emerging bipedalism more precisely in a forested habitat (e.g., as reported by Clarke and Tobias (Science 269:521–524, 1995) and WoldeGabriel et al. (Nature 412:175–178, 2001)). Moreover, the fossil remains revealed increasing evidence that this part of human evolution took place in a more humid environment than previously assumed. The Amphibian Generalist Theory, presented first in the year 2000, suggests that bipedalism began in a wooded habitat. The forests were not far from a shore, where our early ancestor, along with its arboreal habits, walked and waded in shallow water finding rich food with little investment. In contrast to all other theories, wading behaviour not only triggers an upright posture, but also forces the individual to maintain this position and to walk bipedally. So far, this is the only scenario suitable to overcome the considerable anatomical and functional threshold from quadrupedalism to bipedalism. This is consistent with paleoanthropological findings and with functional anatomy as well as with energetic calculations, and not least, with evolutionary psychology. The new synthesis presented here is able to harmonise many of the hitherto competing theories

Greffe de cornée automatisée assistée par laser femtoseconde optimisé en longueur d'onde

My PhD project was conducted within the framework of the “GRECO” project (ANR-06-TecSan-025) which is coordinated by our group and funded by the French National Research Agency. Following the success of femtosecond laser technology in refractive surgery, the project aims to extend the application of these lasers to corneal grafting. Most of the indications for corneal grafting are associated to an insufficient optical quality of the patient's cornea, which also compromises the intervention by laser. Our findings suggest that the strong optical scattering of the pathological corneas at the laser wavelengths presently used can be compensated by an increase of the wavelength of lasers towards the window of relative tissular transparency centred at 1,65 µm. Our project partners are the Hôtel-Dieu hospital at Paris, the Imagine Eyes company and the Institut d'Optique Graduate School. Objectives of the thesis The principal objectives of my thesis were the following: - The development of laser sources optimised for corneal grafting based on nonlinear wavelength conversion; - The study of the laser-tissue interaction process in view of optimising the laser parameters; - The conception and realisation of a demonstrator device for laser surgery. Results Laser source based on Optical Parametric Amplification The work plan of the GRECO project comprised the assembly of a flexible and parametric laser source based on a laser titanium:sapphire pump source in order to perform laboratory experiments covering a broad wavelength range. We chose an architecture based on the OPA principle which consists of two amplification stages (based on two crystals of different characteristics) preceded by the injection of a supercontinuum. The first stage provides good wavelength selectivity and the second a strong gain, particularly at twice the pump wavelength. The conversion efficiencies on the system are of about 20 % over the entire wavelength range of accordability. The system supplies pulses of 300 µJ tuneable between 1.2 µm and 1.75 µm for the signal. This source served for all the exploratory surgical experiments of the first half of the GRECO project. Laser source based on Optical Parametric Generation (OPG) In parallel to the surgical experiments on the laser-tissue interaction, I developed a second source taking into account the requirements for clinical use. This second source is pumped by a compact and stable commercial solid state laser emitting at 1.03 µm. This wavelength is converted by optical parametric generation in a single nonlinear periodically poled crystal without injection; the system remains thus simple, compact and stable. The wavelength tuneability of the amplified signal is obtained by a change in the temperature of the crystal. Thus, no realignment is needed, which contributes to the robustness of the system. A single passage provides a conversion efficiency of about 20 % and maximum pulse energy of 20 µJ, which corresponds to a performance a 100 times greater than the state of art. The use of several periodically poled structures in the same crystal leads to an overall tuneability of the signal between 1450 nm and 1900 nm and thus covers the entire spectral range of corneal transparency and opacity in the short wavelength infrared. Surgical results on the cornea and on the sclera Our surgical experiments have been performed on corneas obtained under permission from the French Eye Bank. We have conducted a systematic study of the penetration depth and the quality of the surgical result as a function of wavelength and the pathological state of the cornea. In parallel, systematic measurements of the corneal transparency depending on the presence and degree of oedema have been made. The transparency measurements and the surgical experiments using the OPA or OPG have shown a strong dependence of the penetration depth on wavelength. - The use of wavelengths around 1 µm corresponding to present clinical systems is compromised by a very limited penetration depth in oedematous cornea. This conclusion agrees with the experience of our medical partners who estimate that the performances of clinical systems are limited when used for corneal grafting. - Using longer wavelengths limits the contribution of light scattering. However, the absorption band of water centred at 1.45 µm increases the contribution of thermal effects; the use of wavelengths close to this band therefore is not possible - A window of relative transparency centred at 1.65 µm exists, within which absorption is weak and the contribution of light scattering is almost negligible. We have observed an overall improvement of a factor of about 3 compared to lasers working at wavelengths around 1 µm. The quality of the incisions is excellent and the validity of the work hypothesis of the GRECO project has thus been demonstrated. The demonstrator device for an automated corneal graft with complex geometries The work plan of the GRECO project also comprised the assembly of a demonstrator device, combining the elements for an optimised system permitting corneal grafting. The demonstrator consists of three modules. The first unit contains the laser is alternatively the aforementioned OPG device or a compact fibre laser emitting at 1.6 µm developed at the Institut d'Optique Graduate School. The second unit contains a module of adaptive optics. The third unit allows the delivery of the beam to the cornea and its positioning in three dimensions. The system is controlled by a computer interface based on LabView software. Conclusion and perspectives During my thesis work I have developed two innovative and powerful nonlinear laser sources respectively based on the principle of optical parametric amplification and generation. The performances notably of the second system are largely superior to the state of art and have permitted us to anticipate a milestone of another project funded by the National Agency of Research. The source corresponds to the criteria of reliability and compactness necessary for a clinical device. This source is at the basis of ongoing discussions of a technology transfer project. These sources have permitted to identify and to demonstrate the advantages of corneal surgery at 1.65 µm. We have mounted a demonstrator system based on this wavelength which incorporates a wavefront correction module and a beam delivery system. The OPS group is now in a position to extend its activities in femtosecond laser surgery to other applications as glaucoma surgery in the sclera and new projects in cataract surgery or gene transfection.Mon projet de thèse se déroule dans le cadre du projet ANR TecSan 2006 GRECO (GREffe de COrnée automatisée par laser femtoseconde avec optimisation de la longueur d'onde et correction du front d'onde, ANR-06-TecSan-025) piloté par notre groupe. Ce projet de 3 ans a été proposé suite au succès de l'utilisation des lasers à impulsions ultra-rapides dans la chirurgie réfractive et à la volonté d'étendre cette technologie à la greffe. La plupart des indications de greffe sont associées à une qualité optique de la cornée du patient insuffisante, ce qui rend difficile l'intervention par laser. Comme nos recherches l'ont démontré, la forte diffusion optique des cornées pathologiques aux longueurs d'onde actuellement utilisées peut être compensée par une augmentation de la longueur d'onde des lasers vers 1,65 µm. Nos partenaires sont l'hôpital Hôtel-Dieu de Paris, la société Imagine Eyes et l'Institut d'Optique Graduate School. *** Objectifs de la thèse *** Les principaux objectifs de mon projet étaient les suivants : - Le développement de sources lasers optimisées pour la greffe de cornée basées sur la conversion de longueurs d'onde par optique non-linéaire ; - L'étude de l'interaction laser-tissu en vue d'une optimisation des paramètres laser ; - La conception et la mise en place d'un système démonstrateur pour la chirurgie laser. *** Présentation des principaux résultats obtenus *** (1) Source accordable par Amplification Paramétrique Optique (OPA) Dans un premier temps, le plan de travail du projet GRECO prévoyait le montage d'une source flexible et accordable basée sur un laser titane:saphire disponible au laboratoire. Nous avons choisi une architecture originale de type OPA, composée de deux étages d'amplification (basés sur deux cristaux de caractéristiques différentes) avec injection d'un supercontinuum de lumière blanche. Le premier étage assure une bonne sélectivité en longueur d'onde et le deuxième étage fournit un fort gain notamment au double de la longueur d'onde de pompe. Les efficacités de conversion sur l'ensemble du système atteignent 20 % quelque soit la longueur d'onde amplifiée. Le système fournit des impulsions de 300 µJ accordables entre 1,2 µm et 1,75 µm pour le signal. Cette source a servi pour toutes les expériences chirurgicales exploratoires de la première moitié du projet GRECO. (2) Source accordable par Génération Paramétrique Optique (OPG) En parallèle des expériences chirurgicales sur l'interaction laser-tissu, une deuxième source, plus compacte et potentiellement adaptée à un contexte clinique, a été développée. Cette deuxième source est pompée par un laser industriel également compact et stable, et émettant à 1,03 µm. Cette longueur d'onde est convertie par génération paramétrique optique dans un seul cristal nonlinéaire périodiquement polarisé ne nécessitant aucune injection. Dans un premier temps, l'ajustement de la longueur d'onde du signal amplifié se fait par simple changement de la température du cristal sans nécessiter d'alignement, ce qui contribue à la robustesse du système. Un seul passage permet une efficacité de conversion d'environ 20 %, et un maximum d'énergie de 20 µJ ce qui correspond à une amélioration d'un facteur 100 par rapport à l'état de l'art. L'utilisation de plusieurs structures périodiques juxtaposées permet d'obtenir une accordabilitée totale entre 1450 nm et 1900 nm qui couvre donc les bandes d'absorption et notamment de transparence des tissus du segment antérieur. (3) Résultats chirurgicaux sur la cornée et la sclère Nos expériences chirurgicales ont été effectuées sur des cornées obtenues auprès de la Banque Française des Yeux. Nous avons réalisé une étude systématique de la profondeur de pénétration et de la qualité du résultat chirurgical en fonction de la longueur d'onde et de l'état pathologique de la cornée. En parallèle, des mesures systématiques de transparence cornéenne en fonction de la présence et du degré d'œdème ont été menées. Les mesures de transparence puis les expériences chirurgicales utilisant l'OPA ou l'OPG ont mis en évidence une forte dépendance entre profondeur de pénétration et longueur d'onde. - L'utilisation des longueurs d'onde autour de 1 µm correspondant aux systèmes cliniques actuels se heurte à une profondeur de pénétration très limitée dans des cornées œdémateuses. Ce constat est en accord avec l'expérience de nos partenaires cliniques qui estiment également que les performances des systèmes actuels sont limitées pour une application à la greffe de cornée. - L'augmentation de la longueur d'onde limite la contribution des processus de diffusion de la lumière. Néanmoins, la bande d'absorption de l'eau centrée à 1,45 µm augmente la contribution des effets thermiques. L'utilisation de longueurs d'onde proches de cette bande n'est donc pas réaliste. - Il existe une fenêtre de relative transparence optique centrée à 1,65 µm au sein de laquelle l'absorption est faible et la contribution de la diffusion de la lumière est quasi négligeable. Dans l'absolu, nous avons pu constater une amélioration d'environ un facteur 3 par rapport aux lasers cliniques travaillant aux longueurs d'onde autour de 1 µm. La qualité des incisions est excellente et la validité des hypothèses de travail du projet GRECO a pu être vérifiée. (4) Le dispositif démonstrateur pour la greffe de cornée automatisée et de géométrie complexe. Le programme de travail du projet GRECO prévoyait le montage d'un système démonstrateur regroupant les éléments d'un système de greffe de cornée. Le démonstrateur est composé de trois parties modulables. La première unité contient le laser qui peut être soit un laser fibré centré à 1590 nm développé par l'Institut d'Optique Graduate School soit le système laser accordable par OPG qui a été développée au cours de la présente thèse. La deuxième unité contient un module d'optique adaptative qui corrige la qualité du front d'onde du faisceau laser. La troisième unité permet la délivrance du faisceau en 3 dimensions dans le volume de la cornée. Le tout est piloté automatiquement à travers une interface ordinateur basée sur le logiciel LabView développé au cours de la présente thèse. *** Conclusion *** Durant mon doctorat, j'ai développé deux sources nonlinéaires performantes et innovantes basées respectivement sur le principe de l'amplification et de la génération paramétrique optique. Les performances notamment de la deuxième source sont largement supérieures à l'état d'art et nous ont permis d'anticiper un jalon d'un deuxième projet ANR. Elle respecte les contraintes de fiabilité et de compacité nécessaires à un appareil clinique. Cette source est à la base de discussions actuelles sur un projet de valorisation. Ces sources ont permis d'identifier puis de démontrer les avantages d'une chirurgie de la cornée à 1,65 µm. Nous avons mis en place un système démonstrateur basé sur cette longueur d'onde qui incorpore un module de correction du front d'onde et un dispositif d'administration du faisceau. Le groupe OPS est désormais en mesure d'étendre les champs d'investigations en chirurgie femtoseconde, tout d'abord dans la sclère puis plus généralement dans l'ensemble des tissus notamment au travers de nouveaux projets aujourd'hui en préparation tel que la chirurgie de la cataracte ou encore le transfert de gènes

Mise en place d’un laboratoire de contrôle d’une PUI dans le cadre d’une reconstruction

The preparations made in hospital pharmacies are necessary to answer specifics needs of certain patients, especially in pediatrics. They can be very diverse, both in their galenic form, their indications and their active ingredients. Analytical control is a step allowing to secure the preparation circuit and which is required by the Good Preparation Practices. The control of water for hemodialysis and gases for medical use is also under the pharmaceutical responsibility. This work aims to describe the establishment of a control laboratory as part of the reconstruction of the pharmacy of the University Hospital of Caen. The various elements taken into account are the analytical equipment to be acquired which will allow the control of the various preparations, the management of personnel, flows, the organization, the storage of chemicals, the future locals as well as the move.Les préparations réalisées dans les pharmacies à usage intérieur sont nécessaires pour répondre aux besoins spécifiques de certains patients, notamment en pédiatrie. Elles peuvent être très diversifiées, à la fois sur leurs formes galéniques, leurs indications et leurs principes actifs. Le contrôle analytique est une étape permettant de sécuriser le circuit des préparations et qui est demandé par les Bonnes Pratiques de Préparation. Le contrôle des eaux pour hémodialyse et des gaz à usage médicaux est également sous la responsabilité pharmaceutique. Ce travail vise à décrire la mise en place d’un laboratoire de contrôle dans le cadre de la reconstruction de la pharmacie à usage intérieur du Centre Hospitalier Universitaire de Caen. Les différents éléments pris en compte sont les équipements analytiques à acquérir qui permettront le contrôle des différentes préparations, la gestion du personnel, des flux, l’organisation, le stockage des réactifs, les futurs locaux ainsi que le déménagement

Functional Magnetic Resonance Imaging of the placenta : placental perfusion study

L’insuffisance placentaire est une pathologie grave avec un diagnostic souvent trop tardif empêchant la mise en place de thérapeutiques efficaces. Le but de ce travail de Thèse est de développer chez la rate gestante et de transposer à l’Homme des outils d’IRM fonctionnelle (IRMf) placentaire qui permettrait une quantification de la perfusion placentaire en pratique clinique.Matériels et méthodes : Trois études en IRMf font partie de cette Thèse.Les deux premières ont été réalisées sur un modèle murin. Une séquence dynamique avec injection d’un agent de contraste (DCE) a été développée avec une particule de fer de type SPIO dans un modèle chirurgical d’hypoperfusion placentaire chronique, avec mesure de la perfusion placentaire f en ml/min/100ml et de la fraction volumique (Vb) en %. Une autre technique d’IRMf a été développée avec l’Arterial Spin Labeling (ASL) permettant d’estimer la perfusion placentaire en ml/min/100g sans injection de produit de contraste exogène. La dernière étude était une recherche translationnelle. Elle a consisté au développement de séquences de DCE avec injection de chélate de gadolinium, pour obtenir la perfusion f en ml/min/100ml et la fraction volumique en %. Nous avons également étudié, au décours de cette étude, la pharmacocinétique materno-fœtale du chélate de gadolinium.Résultats : Chez l’animal en DCE avec SPIO, notre étude nous a permis de montrer qu'il était possible d'utiliser l’effet T1 des SPIO pour caractériser la microcirculation placentaire par f=159,4 ml/min/100ml (+/- 54,6) et Vb =39,2% (+/- 11,9) pour 31 placentas « normaux ». En cas de RCIU, f diminue significativement pour les 23 placentas étudiés (f= 108,1 ml/min/100ml +/- 41, p=0,004), alors que la fraction volumique placentaire n'est pas modifiée (Vb=42,8% +/- 16,7, p=0,24). L’ASL nous a permis d’estimer la perfusion placentaire pour 47 placentas en condition physiologique, avec une perfusion estimée à 146,8 ml/min/100g (+/- 70,1).Chez l’Homme, 14 placentas ont été étudiés avec une perfusion placentaire globale estimée à 183 ml/min/100ml (+/-144) et nous avons également mis en évidence deux types de cinétique de rehaussement placentaire (précoce et intense et plus tardif et moins intense). La pharmacocinétique nous a permis d'étudier quantitativement le passage du chélate de gadolinium chez le fœtus. Ce passage est faible: par rapport à la concentration initiale du Dotarem®, la concentration sanguine fœtale correspond à 18,1x10-6 %, la concentration dans le liquide amniotique à 242,8 x10-6 % et 0,3 % de la dose initiale de Dotarem® est présente dans le placenta environ 70 heures après l’injection.Conclusion : Ce travail illustre la variété des techniques d'IRM fonctionnelle disponibles pour l'étude du placenta. La perfusion placentaire peut être quantifiée en DCE avec un agent particulaire à base de fer (SPIO) ou sans injection de produit de contraste en ASL chez le rat. L’étude de la perfusion placentaire chez l'Homme est possible en DCE avec les chélates de gadolinium.Mots clés : IRM, DCE, chélates de Gadolinium, ASL, perfusion placentaire, grossesse, placenta, retard de croissance intra-utérin.Placental insufficiency is a serious medical condition with a diagnosis made usually too late to prevent introduction of effective therapies. The aim of this thesis is to develop, in pregnant rats and translate to humans, functional MRI (fMRI) tools allowing quantification of placental perfusion in clinical practice.Materials and Methods: Three studies using fMRI are part of this thesis. The first two were performed on a murine model. A dynamic sequence with injection of a contrast agent (DCE) has been developed with an iron oxide particle (SPIO) in a surgical model of chronic placental hypoperfusion with placental perfusion measurement (f) in ml / min / 100 ml and placental fractionnal volume (Vb) in %. Another technique of fMRI was developed with Arterial Spin Labeling (ASL) to estimate placental perfusion in ml / min / 100g without injection of contrast media.The latest study was a translational research. It consisted in the development of a dynamic sequence with injection of gadolinium chelate, in order to obtain perfusion (f) in ml / min / 100 ml and placental fractionnal volume (Vb) in %. We also studied maternal and fetal pharmacokinetics of gadolinium chelate.Results: In animals with SPIO DCE, our study allowed us to show that it is possible to use the T1 effect of SPIO to characterize the placental microcirculation by f = 159.4 ml / min / 100ml (+ / - 54.6) and Vb = 39.2% (11.9 +/-) for 31 « normal » placentas. In case of IUGR, f decreases significantly for the 23 examined placentas (f = 108.1 ml / min / 100ml +/- 41, p = 0.004), whereas the volume fraction placenta is not modified (Vb = 42 +/- 16.7 8 %, p = 0.24). ASL has allowed us to estimate placental perfusion for 47 placentas under physiological conditions, with an estimated perfusion of 146.8 ml / min / 100 g (70.1 +/-).In humans, 14 placentas were studied with an estimated perfusion of 183 ml / min / 100ml (+/- 144) and we also identified two types of placental kinetic enhancement (early and intense and later and less intense). Pharmacokinetics have allowed us to study quantitatively the transfer of gadolinium chelate in the fetus. This transfer is low compared to the initial concentration of Dotarem® : fetal blood concentration is 18.1x10-6%, concentration in amniotic fluid is 242.8 x10-6 % and 0.3% of the Dotarem® initial dose is present in the placenta approximately 70 hours after injection.Conclusion: This study illustrates the variety of functional MRI techniques available for placental study. Placental perfusion can be quantified by DCE with an iron oxide particle (SPIO) or without injection of contrast in ASL, in a rat model. The study of placental perfusion in humans is also possible in DCE with gadolinium chelates