Cooper, State Administrative Law

National audienc

Minimizing Routing Energy Consumption: from Theoretical to Practical Results

Several studies exhibit that the traffic load of the routers only has a small influence on their energy consumption. Hence, the power consumption in networks is strongly related to the number of active network elements, such as interfaces, line cards, base chassis,... The goal thus is to find a routing that minimizes the (weighted) number of active network elements used when routing. In this paper, we consider a simplified architecture where a connection between two routers is represented as a link joining two network interfaces. When a connection is not used, both network interfaces can be turned off. Therefore, in order to reduce power consumption, the goal is to find the routing that minimizes the number of used links while satisfying all the demands. We first define formally the problem and we model it as an integer linear program. Then, we prove that this problem is not in APX, that is there is no polynomial-time constant-factor approximation algorithm. We propose a heuristic algorithm for this problem and we also prove some negative results about basic greedy and probabilistic algorithms. Thus we present a study on specific topologies, such as trees, grids and complete graphs, that provide bounds and results useful for real topologies. We then exhibit the gain in terms of number of network interfaces (leading to a global reduction of approximately 33 MWh for a medium-sized backbone network) for a set of existing network topologies: we see that for almost all topologies more than one third of the network interfaces can be spared for usual ranges of operation. Finally, we discuss the impact of energy efficient routing on the stretch factor and on fault tolerance.L'économie d'énergie dans les réseaux peut être accomplie en utilisant des techniques efficaces de routage ou de conception de réseaux. Dans ce papier, nous étudions une architecture simplifiée de réseaux dans laquelle lorsque deux routeurs sont reliés par un lien, les deux équipements extrémités de ce lien doivent être allumés. Chaque équipement ayant une consommation dépendant plutôt de son activation que de la quantité de traffic, notre objectif est de minimiser le nombre total d'équipements réseaux activés. Autrement dit, ce problème revient à effectuer un routage des demandes en minimisant le nombre d'arêtes dans la topologie. Nous proposons un programme linéaire pour résoudre ce problème et montrons des bornes simples sur des topologies particulières telles que la grille, l'arbre ou le graphe complet. Nous montrons des résultats d'inapproximabilité de ce problème, même si l'on considère des instances particulières. Nous proposons ensuite une heuristique dont nous évaluons les performances à l'aide de simulations sur des topologies réelles et sur la grille. Nous étudions ensuite l'impact de ces solutions efficaces en énergie sur la tolérance aux pannes et sur la longueur moyenne des routes. Finalement, nous proposons des structures de routage qui garantissent deux chemins disjoints par demande, ainsi qu'une limite sur la longueur des chemins

Biased agonism in drug discovery: is it too soon to choose a path?

A single receptor can activate multiple signaling pathways that have distinct or even opposite effects on cell function. Biased agonists stabilize receptor conformations preferentially stimulating one of these pathways, and therefore allow a more targeted modulation of cell function and treatment of disease. Dedicated development of biased agonists has led to promising drug candidates in clinical development, such as the G protein-biased µ opioid receptor agonist oliceridine. However, leveraging the theoretical potential of biased agonism for drug discovery faces several challenges. Some of these challenges are technical, such as techniques for quantitative analysis of bias and development of suitable screening assays; others are more fundamental, such as the need to robustly identify in a very early phase which cell type harbors the cellular target of the drug candidate, which signaling pathway leads to the desired therapeutic effect, and how these pathways may be modulated in the disease to be treated. We conclude that biased agonism has potential mainly in the treatment of conditions with a well-understood pathophysiology; in contrast, it may increase effort and commercial risk under circumstances where the pathophysiology has been less well defined, as is the case with many highly innovative treatments

New clinical and biological insights from the international TARGIT-A randomised trial of targeted intraoperative radiotherapy during lumpectomy for breast cancer

BACKGROUND: The TARGIT-A trial reported risk-adapted targeted intraoperative radiotherapy (TARGIT-IORT) during lumpectomy for breast cancer to be as effective as whole-breast external beam radiotherapy (EBRT). Here, we present further detailed analyses. METHODS: In total, 2298 women (≥45 years, invasive ductal carcinoma ≤3.5 cm, cN0-N1) were randomised. We investigated the impact of tumour size, grade, ER, PgR, HER2 and lymph node status on local recurrence-free survival, and of local recurrence on distant relapse and mortality. We analysed the predictive factors for recommending supplemental EBRT after TARGIT-IORT as part of the risk-adapted approach, using regression modelling. Non-breast cancer mortality was compared between TARGIT-IORT plus EBRT vs. EBRT. RESULTS: Local recurrence-free survival was no different between TARGIT-IORT and EBRT, in every tumour subgroup. Unlike in the EBRT arm, local recurrence in the TARGIT-IORT arm was not a predictor of a higher risk of distant relapse or death. Our new predictive tool for recommending supplemental EBRT after TARGIT-IORT is at https://targit.org.uk/addrt . Non-breast cancer mortality was significantly lower in the TARGIT-IORT arm, even when patients received supplemental EBRT, HR 0.38 (95% CI 0.17-0.88) P = 0.0091. CONCLUSION: TARGIT-IORT is as effective as EBRT in all subgroups. Local recurrence after TARGIT-IORT, unlike after EBRT, has a good prognosis. TARGIT-IORT might have a beneficial abscopal effect. TRIAL REGISTRATION: ISRCTN34086741 (21/7/2004), NCT00983684 (24/9/2009)

Periodic density functional theory calculations of bulk and the (010) surface of goethite

<p>Abstract</p> <p>Background</p> <p>Goethite is a common and reactive mineral in the environment. The transport of contaminants and anaerobic respiration of microbes are significantly affected by adsorption and reduction reactions involving goethite. An understanding of the mineral-water interface of goethite is critical for determining the molecular-scale mechanisms of adsorption and reduction reactions. In this study, periodic density functional theory (DFT) calculations were performed on the mineral goethite and its (010) surface, using the Vienna <it>Ab Initio </it>Simulation Package (VASP).</p> <p>Results</p> <p>Calculations of the bulk mineral structure accurately reproduced the observed crystal structure and vibrational frequencies, suggesting that this computational methodology was suitable for modeling the goethite-water interface. Energy-minimized structures of bare, hydrated (one H₂O layer) and solvated (three H₂O layers) (010) surfaces were calculated for 1 × 1 and 3 × 3 unit cell slabs. A good correlation between the calculated and observed vibrational frequencies was found for the 1 × 1 solvated surface. However, differences between the 1 × 1 and 3 × 3 slab calculations indicated that larger models may be necessary to simulate the relaxation of water at the interface. Comparison of two hydrated surfaces with molecularly and dissociatively adsorbed H₂O showed a significantly lower potential energy for the former.</p> <p>Conclusion</p> <p>Surface Fe-O and (Fe)O-H bond lengths are reported that may be useful in surface complexation models (SCM) of the goethite (010) surface. These bond lengths were found to change significantly as a function of solvation (i.e., addition of two extra H₂O layers above the surface), indicating that this parameter should be carefully considered in future SCM studies of metal oxide-water interfaces.</p

Development of bret biosensors predictive of anticancer drugs cardiotoxicity

Beaucoup de médicaments anticancéreux entrainent à plus ou moins long terme une cardiotoxicité, dont les mécanismes moléculaires restent encore très mal connus. Aujourd'hui, peu de moyens existent pour prédire, au stade du développement préclinique, le potentiel cardiotoxique de ces molécules. Dans ce contexte, l'objectif de ce travail de thèse a consisté à utiliser le principe de transfert d'énergie bioluminescente par résonance (BRET) pour créer des biosenseurs de l'activité des phosphoinositide-3-kinases (PI3K) de classe IB. En effet, ces protéines kinases ubiquitaires sont des cibles pharmacologiques majeures de part leur implication dans les phénomènes cancéreux, et sont également importantes pour l'homéostasie cardiaque. Ainsi, elles pourraient constituer une cible cardiaque des agents anticancéreux participant au développement de la cardiotoxicité. Les PI3K-IB sont des hétérodimères formés d'une sous-unité catalytique (C) p110y associée à une sous-unité régulatrice (R) dont il existe deux isoformes, p87 et p101. Pour développer le senseur PI3Ky, un donneur (Rluc8) et un accepteur (GFP2) d'énergie BRET ont été fusionnés en position N- ou C-terminale de chacune des sous-unités C et R (senseur intermoléculaire). Après vérification de l'expression cellulaire de ces constructions dans les cellules HEK293T, les interactions entre les différentes paires de senseurs BRET (8 combinaisons au total) C et R ont été mesurées, en temps réel dans les cellules vivantes, à la recherche d'un couple capable de refléter l'activation de la PI3K. Nos résultats démontrent des interactions spécifiques basales entre les sous-unités C et R des couples p110y-p87 et p110y-p101. Par contre, aucune des conditions de stimulations testées (nature du récepteur, concentrations de ligand, temps de stimulation, stœchiométrie des senseurs) n'a permis de détecter des modulations du signal BRET. La présence de co-activateurs connus de la PI3Ky tels que les protéines Ras ou les protéines G hétérotrimériques n'a pas non plus aidé à la modulation du signal BRET. Nous avons ensuite tenté de créer un senseur indirect de l'activité de la PI3Ky en mesurant par BRET les interactions entre les sous-unités de PI3K et des protéines G (décrites dans la littérature) lors de l'activation de la PI3Ky. Étonnamment, les résultats révèlent une pré-association basale entre les sous-unités de la PI3Ky et celles des protéines G mais sans détection de modulation significative de signal BRET après stimulation. En conclusion, nous n'avons pu établir un biosenseur BRET de l'activité de la PI3Ky en mesurant les interactions entre les sous-unités régulatrices et catalytiques. Ainsi, l'absence de modulations détectables du signal BRET après stimulation entre les deux sous-unités pré-complexées pourrait rendre compte d'un mécanisme d'activation impliquant des changements conformationnels plutôt qu'une association-dissociation physique. Dans le futur, l'étiquetage intramoléculaire des sous-unités C ou R avec les deux sondes BRET pourrait peut-être mieux détecter ces conformations et l'activité de la PI3Ky. D'un point de vue fondamental, l'existence de pré-complexes PI3Ky-protéines G pourraient également rendre compte d'une régulation spatio-temporelle plus fine et spécifique de la kinase, en accord avec les récents concepts de modules de signalisation préformés.Cardiotoxicity is a recognized long-term consequence of a lot of anticancer drugs, but its mechanisms are not well-known. To date, the cardiotoxic potential of anticancer drugs is difficult to predict during preclinical studies due to the lack of appropriate tools. In this context, the aim of this thesis project was to develop biosensors, based on the use of bioluminescent resonance energy transfer (BRET) principle, to measure class IB phosphoinositide-3-kinases (PI3K) activity. Indeed, these ubiquitous kinases are major pharmacological oncotargets due to their participation in cancer development, but they also have a preponderant role in cardiac homeostasis. Thus, they could represent cardiac targets for anticancer drugs participating in the development of cardiotoxicity.PI3K-IB are heterodimers of a catalytic subunit (C) p110y and a regulatory subunit (R) p87 or p101. To develop the PI3Ky sensor, BRET energy donor (Rluc8) and acceptor (GFP2) were fused at the N-terminal or C-terminal of each subunit (intermolecular sensor). After expression control of each probe in HEK293T cells, the interactions between C and R subunits for all BRET pairs (8 combinations) were studied, in living cells in real time, so to find one able to sense PI3Ky activation. Our results indicated specific basal interaction between C and R subunits from p110y-p87 and p110y-p101 pairs. However, none of the stimulation conditions tested (receptor nature, ligand concentration, stimulation kinetics and biosensor stoichiometry) allowed the detection of BRET signal modulation. Further addition of p110y co-activators such as Ras proteins or heterotrimeric G proteins, did not improve BRET modulation. We then tried to create an indirect BRET sensor of PI3Ky activity by measuring the interaction between PI3K and G proteins subunits, known to occur during PI3Ky activation. Surprisingly, results highlighted a basal pre-association of PI3Ky and G protein subunits without BRET modulations upon PI3Ky stimulation.In conclusion, we failed to create a BRET biosensor of the PI3Ky activity based on the measure of the interaction between the catalytic and regulatory subunits. However, the pre-association of PI3K subunits without BRET modulation could reflect a mechanism of PI3Ky activation based on conformationals changes of the complex between C and R subunits rather than physical association-dissociation. In the future, intramolecular labeling of the C or R subunit with the two BRET probes could better detect conformational changes and therefore PI3Ky activity. From a fundamental standpoint, the existence of PI3Ky-G proteins pre-complexes could reflect a specific spatio-temporal fine-tuning of the PI3K activity, in agreement with recent concept of preformed cell signaling platforms

Développement de biosenseurs BRET prédictifs de la cardiotoxicité des médicaments anti-tumoraux

Beaucoup de médicaments anticancéreux entrainent à plus ou moins long terme une cardiotoxicité, dont les mécanismes moléculaires restent encore très mal connus. Aujourd'hui, peu de moyens existent pour prédire, au stade du développement préclinique, le potentiel cardiotoxique de ces molécules. Dans ce contexte, l'objectif de ce travail de thèse a consisté à utiliser le principe de transfert d'énergie bioluminescente par résonance (BRET) pour créer des biosenseurs de l'activité des phosphoinositide-3-kinases (PI3K) de classe IB. En effet, ces protéines kinases ubiquitaires sont des cibles pharmacologiques majeures de part leur implication dans les phénomènes cancéreux, et sont également importantes pour l'homéostasie cardiaque. Ainsi, elles pourraient constituer une cible cardiaque des agents anticancéreux participant au développement de la cardiotoxicité. Les PI3K-IB sont des hétérodimères formés d'une sous-unité catalytique (C) p110y associée à une sous-unité régulatrice (R) dont il existe deux isoformes, p87 et p101. Pour développer le senseur PI3Ky, un donneur (Rluc8) et un accepteur (GFP2) d'énergie BRET ont été fusionnés en position N- ou C-terminale de chacune des sous-unités C et R (senseur intermoléculaire). Après vérification de l'expression cellulaire de ces constructions dans les cellules HEK293T, les interactions entre les différentes paires de senseurs BRET (8 combinaisons au total) C et R ont été mesurées, en temps réel dans les cellules vivantes, à la recherche d'un couple capable de refléter l'activation de la PI3K. Nos résultats démontrent des interactions spécifiques basales entre les sous-unités C et R des couples p110y-p87 et p110y-p101. Par contre, aucune des conditions de stimulations testées (nature du récepteur, concentrations de ligand, temps de stimulation, stœchiométrie des senseurs) n'a permis de détecter des modulations du signal BRET. La présence de co-activateurs connus de la PI3Ky tels que les protéines Ras ou les protéines G hétérotrimériques n'a pas non plus aidé à la modulation du signal BRET. Nous avons ensuite tenté de créer un senseur indirect de l'activité de la PI3Ky en mesurant par BRET les interactions entre les sous-unités de PI3K et des protéines G (décrites dans la littérature) lors de l'activation de la PI3Ky. Étonnamment, les résultats révèlent une pré-association basale entre les sous-unités de la PI3Ky et celles des protéines G mais sans détection de modulation significative de signal BRET après stimulation. En conclusion, nous n'avons pu établir un biosenseur BRET de l'activité de la PI3Ky en mesurant les interactions entre les sous-unités régulatrices et catalytiques. Ainsi, l'absence de modulations détectables du signal BRET après stimulation entre les deux sous-unités pré-complexées pourrait rendre compte d'un mécanisme d'activation impliquant des changements conformationnels plutôt qu'une association-dissociation physique. Dans le futur, l'étiquetage intramoléculaire des sous-unités C ou R avec les deux sondes BRET pourrait peut-être mieux détecter ces conformations et l'activité de la PI3Ky. D'un point de vue fondamental, l'existence de pré-complexes PI3Ky-protéines G pourraient également rendre compte d'une régulation spatio-temporelle plus fine et spécifique de la kinase, en accord avec les récents concepts de modules de signalisation préformés.Cardiotoxicity is a recognized long-term consequence of a lot of anticancer drugs, but its mechanisms are not well-known. To date, the cardiotoxic potential of anticancer drugs is difficult to predict during preclinical studies due to the lack of appropriate tools. In this context, the aim of this thesis project was to develop biosensors, based on the use of bioluminescent resonance energy transfer (BRET) principle, to measure class IB phosphoinositide-3-kinases (PI3K) activity. Indeed, these ubiquitous kinases are major pharmacological oncotargets due to their participation in cancer development, but they also have a preponderant role in cardiac homeostasis. Thus, they could represent cardiac targets for anticancer drugs participating in the development of cardiotoxicity.PI3K-IB are heterodimers of a catalytic subunit (C) p110y and a regulatory subunit (R) p87 or p101. To develop the PI3Ky sensor, BRET energy donor (Rluc8) and acceptor (GFP2) were fused at the N-terminal or C-terminal of each subunit (intermolecular sensor). After expression control of each probe in HEK293T cells, the interactions between C and R subunits for all BRET pairs (8 combinations) were studied, in living cells in real time, so to find one able to sense PI3Ky activation. Our results indicated specific basal interaction between C and R subunits from p110y-p87 and p110y-p101 pairs. However, none of the stimulation conditions tested (receptor nature, ligand concentration, stimulation kinetics and biosensor stoichiometry) allowed the detection of BRET signal modulation. Further addition of p110y co-activators such as Ras proteins or heterotrimeric G proteins, did not improve BRET modulation. We then tried to create an indirect BRET sensor of PI3Ky activity by measuring the interaction between PI3K and G proteins subunits, known to occur during PI3Ky activation. Surprisingly, results highlighted a basal pre-association of PI3Ky and G protein subunits without BRET modulations upon PI3Ky stimulation.In conclusion, we failed to create a BRET biosensor of the PI3Ky activity based on the measure of the interaction between the catalytic and regulatory subunits. However, the pre-association of PI3K subunits without BRET modulation could reflect a mechanism of PI3Ky activation based on conformationals changes of the complex between C and R subunits rather than physical association-dissociation. In the future, intramolecular labeling of the C or R subunit with the two BRET probes could better detect conformational changes and therefore PI3Ky activity. From a fundamental standpoint, the existence of PI3Ky-G proteins pre-complexes could reflect a specific spatio-temporal fine-tuning of the PI3K activity, in agreement with recent concept of preformed cell signaling platforms