Imagerie moléculaire de la MMP-2

Les métalloprotéinases de matrice (MMPs) sont des enzymes impliquées dans la restructuration tissulaire et la migration cellulaire. La MMP-2, en particulier, a été reconnue comme biomarqueur de la progression ou du pronostic de plusieurs pathologies, comme l'arthrite, l'athérosclérose, l'infarctus et le cancer. Son rôle exact est mal caractérisé. Pour ces raisons, il est important de développer des outils pour nous permettre d'étudier la MMP-2 de manière spécifique et non invasive. Actuellement, il existe une grande quantité de sondes optiques (imagerie optique), d'agent de contrastes (imagerie par résonance magnétique) et de radiotraceurs (tomographie d'émission par positrons et tomographie d'émission monophotonique) ciblant les MMPs. Par contre, aucune de ces molécules ne permet de quantifier spécifiquement l'activité MMP-2, particulièrement envers la MMP-9 qui possède des substrats similaires. De plus, la plupart des études publiées sur le sujet sont incomplètes. Cette Thèse résume nos progrès dans le développement de molécules permettant de cibler spécifiquement et d'effectuer l'imagerie de la MMP-2. Toutes les molécules testées sont activées rapidement par la MMP-2 et se révèlent sélectives in vitro par rapport aux MMP- 3, MMP-7 et MMP-9. Tout d'abord, un agent de contraste (PCA2-switch) est évalué dans un modèle de tumeur sous-cutanée chez la souris et nous permet de différencier entre des tumeurs possédant des niveaux d'activité faible ou élevé de la MMP-2. Nous explorons ensuite une série de sondes fluorescentes activables, dont l'une permet l'obtention de résultats prometteurs in vitro (haut rendement de l'atténuation et haute spécificité d'activation par la MMP-2 par rapport à la MMP-9). Toutefois, cette sonde ne se révèle pas spécifiques in vivo - plutôt, toutes les sondes testées résultent en l'obtention d'une distribution similaire à la distribution d'une molécule contrôle (non spécifique). L'une des principales limitations du domaine de l'imagerie des MMPs est le manque de contrôle pour différencier la captation et l'activation spécifique de la captation non spécifique des molécules testées. La dernière section de cette Thèse inclut une étude de captation tumorale dans un modèle de tumeur sous-cutanée et de radiothérapie. Cette étude met en évidence l'implication de la captation non spécifique dans le signal observé en imagerie

Visualisation de la liaison du complexe hétérodimérique des b-HLH-LZS de c-Myc et de Max aux séquences E-box du promoteur HTERT

Les protéines Myc et Max appartiennent à la famille de facteurs de transcription de type b-HLH-LZ. L'hétérodimérisation entre Myc et Max, ou l'homodimérisation de Max permet à ces protéines de lier des séquences spécifiques au niveau de l'ADN (E-box,"CACGTG"). Des résultats récents suggèrent que l'hétérodimère c-Myc/Max pourrait interagir de manière tête-à-queue, composant ainsi un dimère de dimères, et former une boucle dans les promoteurs contenant plus d'une séquence E-box. Afin d'améliorer les connaissances actuelles du mécanisme transcriptionnel de l'hétérodimère c-Myc/Max, les complexes formés entre ce dernier et un fragment du promoteur hTERT (comprenant 2 E-box) ont été visualisés par AFM. Bien que la spécificité de la liaison de l'hétérodimère ait été observée au niveau de chaque site, aucune boucle ne fut détectée. Ce résultat a aussi été confirmé par des essais sur gel dans lesquels l'hétérodimère c-Myc/Max est capable de retarder une sonde E-box avec la masse moléculaire apparente d'un dimère. Un contrôle positif, effectuer avec un tétramère artificiel et obligatoire, a permis d'observer par AFM des boucles et croisements spécifiques parmi les brins d'ADN.Les résultats obtenus indiquent que si le dimère de dimères c-Myc/Max existe en solution, les interactions impliquées dans son oligomérisation sont probablement trop faibles pour permettre la formation de structures complexes dans un promoteur

Increased precision in the intravascular arterial input function with flow compensation

Abstract: Purpose: In this study, we investigate the effects of pulsatile flow and inflow on dynamic susceptibility-contrast MRI (DSC-MRI) intravascular arterial input function (AIF) measurement in human brain arteries and measure how they are affected by first-order flow compensation (FC). Methods: A dual-echo single-shot EPI sequence with alternating FC gradients was used to acquire DSC-MRI data with electrocardiogram monitoring. The dynamic signal variations measured inside the middle- (MCA) and internal cerebral arteries (ICA) was associated to the pulsatile arterial blood velocities measured with a single-slice quantitative flow sequence throughout the cardiac cycle. Results: Major inverse correlations between intravascular signal and blood velocity were found for the standard SS-EPI sequence. FC reduces these correlated variations that contribute to signal physiological noise. It causes a significant two-fold increase of intravascular SNR in the MCA and the ICA, (2.3 ± 0.9, P = 0.03) and (2.0 ± 0.9, P = 0.04) respectively; and reduced phase standard deviation for the ICA (0.72 ± 0.14, P = 0.004). The correction proposed in this work translates into a quantitative AIF with reduced noise in the ICA. Conclusion: The physiological noise added by pulsatile flow and inflow for intravascular AIF measurement in the brain arteries is significantly reduced by FC

Capturing the Cranio-Caudal Signature of a Turn with Inertial Measurement Systems: Methods, Parameters Robustness and Reliability

BACKGROUND: Turning is a challenging mobility task requiring coordination and postural stability. Optimal turning involves a cranio-caudal sequence (i.e., the head initiates the motion, followed by the trunk and the pelvis), which has been shown to be altered in patients with neurodegenerative diseases, such as Parkinson's disease as well as in fallers and frails. Previous studies have suggested that the cranio-caudal sequence exhibits a specific signature corresponding to the adopted turn strategy. Currently, the assessment of cranio-caudal sequence is limited to biomechanical labs which use camera-based systems; however, there is a growing trend to assess human kinematics with wearable sensors, such as attitude and heading reference systems (AHRS), which enable recording of raw inertial signals (acceleration and angular velocity) from which the orientation of the platform is estimated. In order to enhance the comprehension of complex processes, such as turning, signal modeling can be performed. AIM: The current study investigates the use of a kinematic-based model, the sigma-lognormal model, to characterize the turn cranio-caudal signature as assessed with AHRS. METHODS: Sixteen asymptomatic adults (mean age = 69.1 +/- 7.5 years old) performed repeated 10-m Timed-Up-and-Go (TUG) with 180 degrees turns, at varying speed. Head and trunk kinematics were assessed with AHRS positioned on each segments. Relative orientation of the head to the trunk was then computed for each trial and relative angular velocity profile was derived for the turn phase. Peak relative angle (variable) and relative velocity profiles modeled using a sigma-lognormal approach (variables: Neuromuscular command amplitudes and timing parameters) were used to extract and characterize the cranio-caudal signature of each individual during the turn phase. RESULTS: The methodology has shown good ability to reconstruct the cranio-caudal signature (signal-to-noise median of 17.7). All variables were robust to speed variations (p > 0.124). Peak relative angle and commanded amplitudes demonstrated moderate to strong reliability (ICC between 0.640 and 0.808). CONCLUSION: The cranio-caudal signature assessed with the sigma-lognormal model appears to be a promising avenue to assess the efficiency of turns

Cranio-caudal kinematic turn signature assessed with inertial systems as a marker of mobility deficits in Parkinson's disease

Background: Turning is a challenging mobility task requiring proper planning, coordination, and postural stability to be executed efficiently. Turn deficits can impair mobility and lead to falls in patients with neurodegenerative disease, such as Parkinson's disease (PD). It was previously shown that the cranio-caudal sequence involved during a turn (i.e., motion is initiated by the head, followed by the trunk) exhibits a signature that can be captured using an inertial system and analyzed through the Kinematics Theory. The so-called cranio-caudal kinematic turn signature (CCKS) metrics derived from this approach could, therefore, be a promising avenue to develop and track markers to measure early mobility deficits. Objective: The current study aims at exploring the discriminative validity and sensitivity of CCKS metrics extracted during turning tasks performed by patients with PD. Methods: Thirty-one participants (16 asymptomatic older adults (OA): mean age = 69.1 +/- 7.5 years old; 15 OA diagnosed with early PD ON and OFF medication, mean age = 65.8 +/- 8.4 years old) performed repeated timed up-and-go (TUG) tasks while wearing a portable inertial system. CCKS metrics (maximum head to trunk angle reached and commanded amplitudes of the head to trunk neuromuscular system, estimated from a sigma-lognormal model) were extracted from kinematic data recorded during the turn phase of the TUG tasks. For comparison purposes, common metrics used to analyze the quality of a turn using inertial systems were also calculated over the same trials (i.e., the number of steps required to complete the turn and the turn mean and maximum velocities). Results: All CCKS metrics discriminated between OA and patients (p /= 0.173). Conclusion: The enhanced sensitivity to change of the proposed CCKS metrics suggests a potential use of these metrics for mobility impairments identification and fluctuation assessment, even in the early stages of the disease

Numérique : impact sur le cycle de vie du document (Le)

Actes du colloque "Le numérique : impact sur le cycle de vie du document" organisé à l\u27université de Montréal par l\u27EBSI et l\u27ENSSIB du 13 au 15 octobre 2004. Son objectif était de traiter de façon interdisciplinaire la problématique suivante : « La numérisation, la diffusion des formats numériques originaux, les nouvelles méthodes d\u27indexation et d\u27analyse du document ainsi que le fonctionnement en réseau changent les données de base de la vie du document qui devient une sorte de phénix incessamment renaissant » (programme du colloque)

Imagerie moléculaire de la MMP-2

Les métalloprotéinases de matrice (MMPs) sont des enzymes impliquées dans la restructuration tissulaire et la migration cellulaire. La MMP-2, en particulier, a été reconnue comme biomarqueur de la progression ou du pronostic de plusieurs pathologies, comme l'arthrite, l'athérosclérose, l'infarctus et le cancer. Son rôle exact est mal caractérisé. Pour ces raisons, il est important de développer des outils pour nous permettre d'étudier la MMP-2 de manière spécifique et non invasive. Actuellement, il existe une grande quantité de sondes optiques (imagerie optique), d'agent de contrastes (imagerie par résonance magnétique) et de radiotraceurs (tomographie d'émission par positrons et tomographie d'émission monophotonique) ciblant les MMPs. Par contre, aucune de ces molécules ne permet de quantifier spécifiquement l'activité MMP-2, particulièrement envers la MMP-9 qui possède des substrats similaires. De plus, la plupart des études publiées sur le sujet sont incomplètes. Cette Thèse résume nos progrès dans le développement de molécules permettant de cibler spécifiquement et d'effectuer l'imagerie de la MMP-2. Toutes les molécules testées sont activées rapidement par la MMP-2 et se révèlent sélectives in vitro par rapport aux MMP- 3, MMP-7 et MMP-9. Tout d'abord, un agent de contraste (PCA2-switch) est évalué dans un modèle de tumeur sous-cutanée chez la souris et nous permet de différencier entre des tumeurs possédant des niveaux d'activité faible ou élevé de la MMP-2. Nous explorons ensuite une série de sondes fluorescentes activables, dont l'une permet l'obtention de résultats prometteurs in vitro (haut rendement de l'atténuation et haute spécificité d'activation par la MMP-2 par rapport à la MMP-9). Toutefois, cette sonde ne se révèle pas spécifiques in vivo - plutôt, toutes les sondes testées résultent en l'obtention d'une distribution similaire à la distribution d'une molécule contrôle (non spécifique). L'une des principales limitations du domaine de l'imagerie des MMPs est le manque de contrôle pour différencier la captation et l'activation spécifique de la captation non spécifique des molécules testées. La dernière section de cette Thèse inclut une étude de captation tumorale dans un modèle de tumeur sous-cutanée et de radiothérapie. Cette étude met en évidence l'implication de la captation non spécifique dans le signal observé en imagerie

Visualisation de la liaison du complexe hétérodimérique des b-HLH-LZS de c-Myc et de Max aux séquences E-box du promoteur HTERT

Les protéines Myc et Max appartiennent à la famille de facteurs de transcription de type b-HLH-LZ. L'hétérodimérisation entre Myc et Max, ou l'homodimérisation de Max permet à ces protéines de lier des séquences spécifiques au niveau de l'ADN (E-box,"CACGTG"). Des résultats récents suggèrent que l'hétérodimère c-Myc/Max pourrait interagir de manière tête-à-queue, composant ainsi un dimère de dimères, et former une boucle dans les promoteurs contenant plus d'une séquence E-box. Afin d'améliorer les connaissances actuelles du mécanisme transcriptionnel de l'hétérodimère c-Myc/Max, les complexes formés entre ce dernier et un fragment du promoteur hTERT (comprenant 2 E-box) ont été visualisés par AFM. Bien que la spécificité de la liaison de l'hétérodimère ait été observée au niveau de chaque site, aucune boucle ne fut détectée. Ce résultat a aussi été confirmé par des essais sur gel dans lesquels l'hétérodimère c-Myc/Max est capable de retarder une sonde E-box avec la masse moléculaire apparente d'un dimère. Un contrôle positif, effectuer avec un tétramère artificiel et obligatoire, a permis d'observer par AFM des boucles et croisements spécifiques parmi les brins d'ADN.Les résultats obtenus indiquent que si le dimère de dimères c-Myc/Max existe en solution, les interactions impliquées dans son oligomérisation sont probablement trop faibles pour permettre la formation de structures complexes dans un promoteur