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Unter Praxisbedingungen gilt die Erstbelegung einer Sportstute nach Beendigung der sportlichen Karriere als problematisch, viele Sportpferde konzipieren erst nach einer mehrjährigen Pause. Bisher existieren nur wenige wissenschaftliche Studien zu diesem Thema, in diesen ist die Problematik nur teilweise und ausschließlich unter klinischen Gesichtspunkten analysiert worden. Gegenstand dieser Arbeit ist die histopathologische Untersuchung der Endometriumbioptate von Sportstuten im Hinblick auf Befunde, die eine Erklärung für die bei Sportstuten häufig beobachtete Subfertilität darstellen können. Bei den Sportstuten dieser Studie handelte es sich um Stuten mit einer regelmäßigen Partizipation an Turnieren der Klasse M oder S, sowie um internationale Sportpferde, die in 3 Gruppen aufgeteilt wurden (Gruppe 1: seit dem Einsatz im Sport noch nicht besamte Stuten, n= 68; Gruppe 2: seit dem Einsatz im Sport erfolglos besamte Stuten: n= 84; Gruppe 3: Stuten, die seit dem Einsatz im Sport ein oder mehrmals abgefohlt haben, n= 37). Die an den Endometriumbioptaten der Sportstuten erhobenen Daten wurden überdies mit denen einer vierten Gruppe, bestehend aus Freizeitpferden (n= 31) verglichen. Auffällig häufig konnten in Gruppen 1 und 2 Differenzierungsstörungen in Bioptaten, die während der Decksaison entnommen wurden, beobachtet werden; dabei handelt es sich um Endometriopathien, deren Auftreten in der equinen Reproduktionsmedizin häufig auf hormonelle Imbalancen zurückgeführt wird. Von den Sportstuten der Gruppen 1 und 2, welche weniger als 1 Jahr vor Bioptatentnahme noch im Sport eingesetzt wurden, zeigten 16% (5/31) eine glanduläre Inaktivität. Dabei handelt es sich um einen histopathologischen Befund, der auf eine stark eingeschränkte Ovarfunktion schließen lässt. Eine irregulär proliferative Differenzierung des Endometriums wiesen 16% (5/32) der Stuten auf, die circa ein Jahr zuvor ihre Karriere im Sport beendet hatten. Solche, die bereits längere Zeit (≥2 Jahre) pausierten, zeigten vermehrt eine irregulär sekretorische Differenzierung des Endometriums (37%; 7/19). Die diagnostizierten Formen endometrialer Fehldifferenzierung, insbesondere in der zeitlichen Reihenfolge ihres Vorkommens, sprechen dafür, dass bei diesen Stuten unmittelbar nach dem Sport eine Ovarialinsuffizienz vorliegt, und dass die Rückkehr in ein reguläres Zyklusgeschehen begleitet wird von verschieden Störungen der Ovarfunktion. Dabei scheint der Schweregrad der ovariellen Dysfunktion mit fortschreitender Dauer seit dem Einsatz im Sport abzunehmen. Die irregulär proliferative Differenzierung wurde signifikant häufiger bei Stuten beobachtet, die vorberichtlich im Präöstrus bioptiert worden waren (p= 0,016); die irregulär sekretorische und die vollständig irreguläre Differenzierung traten häufiger bei im Interöstrus bioptierten Stuten auf. Die Ergebnisse lassen darauf schließen, dass ein Zusammenhang zwischen der Art der irregulären Differenzierung und dem Zyklusstand besteht. In Bezug auf weitere anamnestische Daten, wurde die irreguläre endometriale Differenzierung überdies gruppenübergreifend signifikant häufiger bei Stuten älter als 15 Jahre beobachtet; außerdem zeigten alle vorberichtlich azyklischen bzw. unregelmäßig zyklierenden Stuten (n= 5), alle Stuten mit Ovartumoren (n= 2), sowie eine Stute mit vorberichtlich Ovarzysten und eine mit sogenannten „intrauterine devices“ ein irregulär differenziertes Endometrium. In dieser Arbeit konnte gruppenübergreifend ein signifikanter Zusammenhang zwischen dem Auftreten von degenerativen Veränderungen des Endometriums (Endometrose: p= 0,008; Angiosklerose: p= 0,002) und dem Alter einer Stute nachgewiesen werden; die bei den Sportstuten gewonnen Daten unterschieden sich allerdings kaum merklich von den bei Zuchtstuten erhobenen Daten aus der Literatur. Endometritiden konnten vor allem bei seit dem Einsatz im Sport erfolglos besamten Stuten (Gruppe 2; 31%) nachgewiesen werden und bei ehemaligen Sportstuten, die seit ihrem Einsatz bereits erfolgreich konzipiert hatten (Gruppe 3; 41%). Der Prozentsatz an Stuten mit Endometritiden war in diesen Gruppen höher als der in der Literatur beschriebene Anteil bei „Nicht-Sportstuten“. Eine mögliche Erklärung für das gehäufte Auftreten von Endometritiden bei diesen Stuten stellen darum wiederholte Besamungsversuche dar, und -bei Stuten der Gruppe 3- auch postpartale Involutionsstörungen. Nach dem Kategorisierungssystem von KENNEY und DOIG (1986) hatten seit dem Einsatz im Sport noch nicht besamte Sportstuten (Gruppe 1) bessere Kategorie als Hobbystuten (Gruppe 4). Die in der vorliegenden Untersuchung bei Sportstuten diagnostizierten Differenzierungsstörungen fließen jedoch nicht in dieses Kategorisierungssytem ein. Bei Sportstuten reicht somit die alleinige Anwendung des Kategorisierungssystems für die Beurteilung einer möglichen Fertilitätsminderung nicht aus; deshalb wird eine ausführliche histopathologische Beurteilung eines Endometriumbioptats unter Einbeziehung der glandulären Funktionsmorphologie empfohlen. Zusammenfassend kann davon ausgegangen werden, dass die beobachteten degenerativen Veränderungen des Endometriums, die bei Sportstuten hinsichtlich Grad und Ausprägung mit denen von Nichtsportstuten vergleichbar waren, keine mögliche Erklärung für die Reproduktionsstörungen von Sportstuten darstellen. Vielmehr lassen die im Rahmen dieser Arbeit erhobenen histopathologischen Befunde vermuten, dass bei Sportstuten Differenzierungsstörungen des Endometriums während der Decksaison eine wichtige Ursache der klinisch beobachteten Subfertilität darstellen. Der Nachweis dieser Veränderungen deutet auf ein gehäuftes Auftreten von hormonellen Störungen, ausgelöst durch ovarielle Dysfunktionen hin; zum abschließenden Beweis bedarf es allerdings klinischer Studien.

Les interactions entre les plantes et les agents pathogènes fongiques conduisent habituellement à la mise en place par l’hôte de différents mécanismes de défense. Des exemples de ces mécanismes sont le renforcement de la paroi cellulaire par la subérine, la lignine et les composés phénoliques pariétaux, ainsi que l’accumulation de protéines PR et la production de phytoalexines qui peuvent être toxiques pour l’agent pathogène. Chez les plantes susceptibles, ces mécanismes ne réussissent pas à empêcher le développement de la maladie. La maladie hollandaise de l’orme est une maladie à caractère épidémique qui a causé la mort de millions d’ormes en Europe et en Amérique du Nord. Les bases moléculaires de cette maladie sont encore peu connues. Afin d’identifier des gènes impliqués dans l’interaction entre l’espèce susceptible Ulmus americana L. et son champignon pathogène Ophiostoma novo-ulmi Brasier, un système in vitro a été mis au point, celui-ci utilisant des cultures de cals auxquelles des cellules levuriformes du champignon ont été inoculées. Afin de valider son utilisation pour l’analyse génomique, ce système a d’abord fait l’objet d’une analyse histopathologique en microscopie photonique et électronique. Le développement du champignon dans les cals et les réactions de défenses de ces derniers face à la présence du champignon ont été observés à 4, 24 48, 72 et 96 heures post-inoculation (hpi). Le champignon a été détecté sous forme de réseau d’hyphes dans toutes les parties du cal à partir de 48 hpi. Les tests histochimiques ont montré l’importance de certaines réactions telles que l’accumulation de phénols, de lignine et de subérine dans les cellules des cals. Le pourcentage de cellules subérisées était 4,6 fois plus élevé à 96 hpi dans les cals infectés que dans les cals témoins. Une banque d’ADN complémentaire a été construite à partir de cals infectés (72 hpi) en utilisant la technique des hybridations suppressives et soustractives (SSH). Un total de 535 étiquettes de séquences exprimées (EST) a été obtenu et déposé dans la banque de données Genbank suite au séquençage partiel des clones. Ces étiquettes ont été regroupées en 314 uniséquences dont la majorité correspondait à des gènes d’orme identifiés durant l’interaction. Cinquante-trois uniséquences représentant des gènes impliqués dans différentes voies métaboliques associées à la défense ont été sélectionnées par un criblage différentiel et considérées comme étant induites durant l’interaction. Les profils d’expression à différents temps après inoculation ont été établis par PCR quantitative chez 18 uniséquences provenant de cals infectés ainsi que de cals traités à l’eau stérile. Ils confirment l’induction ou l’expression constitutive des gènes correspondants durant le processus de l’infection. Cette étude fournit pour la première fois une ressource génomique pour l’orme et révèle des mécanismes moléculaires impliqués dans l’interaction entre l’orme américain et l’agent pathogène responsable de la maladie hollandaise de l’orme. / Interactions between plants and fungal pathogens usually lead to the induction of different host defense mechanisms. Some of these mechanisms are the reinforcement of the plant cell wall by suberin, lignin and wall bound-phenolics, the accumulation of pathogenesis-related proteins, and the production of phytoalexins that could be toxic to the pathogen. Yet in susceptible plants, these mechanisms are not effective to produce resistance and disease develops. Dutch elm disease (DED) is a pandemic tree disease that killed millions of elm trees, especially in North America and Europe. The molecular bases of this disease are still poorly understood. With the objective of identifying genes involved in the interaction between the susceptible Ulmus americana L. and the pathogen Ophiostoma novo-ulmi Brasier, an in vitro system was developed using callus cultures inoculated with budding cells of the fungus. In order to validate the use of this system for genomic analyses of the interaction, a histopathological analysis was carried out using light and electron microscopy. Fungal colonization of the callus tissue and reactions of callus cells to the presence of the pathogen were observed at 4, 24, 48, 72 and 96 hours post-inoculation (hpi). The fungus was seen in its hyphal form by 48 hpi in all parts of the callus. Histochemical tests showed the importance of host reactions such as the accumulation of phenols, lignin, and suberin. The percentage of suberized cells was 4.6 times higher at 96 hpi in infected calli than in mock-inoculated control calli. A cDNA library using suppression subtractive hybridization (SSH) was constructed from infected elm callus tissue harvested at 72 hpi. A total of 535 expressed sequence tags were generated through partial sequencing and submitted to Genbank. These were grouped into 314 unisequences, the majority corresponding to elm genes identified during the interaction. Fifty-three unisequences representing genes involved in different pathways associated with plant defense were selected by differential screening and considered upregulated in the infected tissues. The expression profiles in mock and infected elm callus cultures of a subset of 18 elm genes were analyzed in more detail by quantitative reverse transcriptase polymerase chain reaction. These confirmed upregulation and constitutive expression of selected genes during the infection process. This study provides, for the first time, a genome-wide resource for the elm, and furthermore identifies molecular mechanisms likely involved during the interaction between U. americana and the DED pathogen.

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An early diagnosis of melanoma is essential to reduce mortality of patients. The diagnosis is also fundamental to predict the outcome of patients and to select the most adapted treatment. Current diagnostic assessments are obtained after visual inspection of the histological section of the primary tumor. The pathologist has first to determine the malignant nature of the lesion and then to assess the potential of the lesion to form metastases. Depending on several characteristics of the primary tumor (mainly tumor thickness, ulceration and mitotic rate), the sentinel node is surgically removed and the detection of tumor cells is based on its histopathological examination. These assessments are time consuming, to some degree subjective and are particularly challenging. Among melanoma patients that are not subject to sentinel node surgery, 6.5 % will develop metastases while 20 % of patients that undergo sentinel node surgery will effectively present metastases. The search for biomarkers that can identify malignant cells, evaluate potential of invasion or help selecting a treatment is still on.<p>In this thesis we used a new and promising technique of imaging based on infrared spectroscopy to study melanoma primary tumors and metastatic lymph nodes. Infrared spectroscopy brings information on the biochemical composition of the main components of the cells. When combined with a microscope and with multivariate statistical analyses, images that are generated allow the identification of melanoma cells and stromal cells in the biopsy. We also focused on the immune infiltration as it was shown to carry an important prognosis value for melanoma patients.<p>The first part of the thesis was a prerequisite for the rest of the study. It addresses the effects of the process of fixation that tissues obtained by surgical resection undergo for their long term preservation. In chapter III, we showed that Formalin-Fixation and Paraffin-Embedding (FFPE) procedure induces small but significant modifications in the infrared spectra of cells but these are very similar for different cell lines. In turn, it preserves the potential to identify closely-related cell lines by infrared spectroscopy.<p>We thus pursued our study on primary melanomas. In chapter IV, we first developed an automatic tool capable of identifying melanoma cells and the main cells of the tumor microenvironment in tissue sections. Importantly, we built a second model that brings information on the presence of metastases on the basis of the spectral signature of the primary tumor.<p>The next chapter is dedicated to the prediction of the response of melanoma to dacarbazine, the first-line chemotherapy to treat stage IV patients. Infrared spectra of the primary tumor were shown to contain information capable of predicting whether dacarbazine will be a useful treatment.<p>In the last two chapters, we focused on lymphocytes. In chapter VI, we first demonstrated that helper and cytotoxic T cells purified from peripheral blood can be identified on the basis of their infrared signature. Then, in chapter VII we investigated metastatic lymph nodes. We created different statistical models using infrared spectra that first identified the melanoma cells invading the lymph nodes and secondly, the different subpopulations of lymphocytes (B and T cells).<p>In conclusion, we developed an automatic and reliable tool of imaging to help pathologists in the anatomopathological assessment of primary lesions and lymph nodes./Le mélanome est la forme de cancer cutané la plus mortelle, provoquant environ 80% des décès dus à un cancer de la peau. Lorsque le mélanome est localisé, la chirurgie est le principal traitement et est suffisante pour 80% des patients. A l’opposé, lorsque le mélanome primaire a formé des métastases, le cancer devient beaucoup plus difficile à traiter et la survie de ces patients diminue drastiquement. Seuls 10% des patients vont vivre 5 ans lorsqu’ils développent des métastases à distance. C’est pourquoi un diagnostic précoce est essentiel pour diminuer la mortalité causée par le mélanome. L’étape du diagnostic est également très importante pour donner un pronostic et pour planifier les traitements. Le diagnostic actuel du mélanome est basé sur l’analyse en microscopie optique de sections de la tumeur primaire. Sur base de la morphologie cellulaire et de l’architecture du tissu, cette étape permet premièrement d’identifier le caractère cancéreux de la lésion et deuxièmement d’évaluer son potentiel métastatique. Une analyse du ganglion sentinelle permet également de détecter la présence de métastases. Dans le cadre de cette thèse, nous proposons d’utiliser une nouvelle technique d’imagerie basée sur la spectroscopie infrarouge qui apporte une information complète et unique sur la biochimie de la cellule et des tissus. Les résultats présentés ici indiquent que lorsque les spectres infrarouges sont combinés à des analyses statistiques multivariées, des images sont reconstituées et révèlent les structures et les composants cellulaires majeurs présents dans les coupes de mélanomes. Une étude préliminaire a d’abord pu démontrer que la fixation au formol subies par les biopsies pour les conserver n’entrave pas l’étude de celles-ci par spectroscopie infrarouge. Nous nous sommes alors intéressés aux tumeurs primaires de mélanome et avons développé un modèle statistique, à partir des spectres infrarouges, identifiant automatiquement les cellules de mélanome dans le tissu ainsi que les autres cellules du microenvironnement de la tumeur. Dans ce chapitre, nous avons également créé un autre modèle statistique capable de prédire le potentiel métastatique de la tumeur primaire en se basant sur sa signature spectrale. Nous avons ensuite mis en évidence une signature spectrale corrélée à la réponse à la dacarbazine chez des patients traités pour leurs métastases. Nous avons également montré que des sous-populations de lymphocytes purifiées d’échantillons sanguins pouvaient être identifiées sur base de leur spectre. Cette capacité de la spectroscopie infrarouge à distinguer les différents types de lymphocytes a ensuite été démontrée pour les lymphocytes infiltrant les métastases. Finalement, nous avons mis en évidence l’utilité de cette technique d’imagerie pour la détection de métastases ganglionnaires.<p> / Doctorat en sciences agronomiques et ingénierie biologique / info:eu-repo/semantics/nonPublished

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Breast cancer is a global public health problem since it is the most frequently diagnosed cancer in women in Western countries. Clinical guidelines for breast cancer prognosis/diagnosis are currently based on tumour size, histological type and grade, lymph node status as well as the expression of various cellular receptors. Yet, current predictions remain unsatisfactory to identify the best treatment for the individual patient. The search for identifying new predictive and prognostic factors is ongoing. Furthermore, compelling evidences have solidified the notion that the evolving epithelial cells, founders of the breast disease, are helped in their malignant course by the tumour microenvironment. Better characterizing the dual effect of the immune regulation but also the epithelial-stromal cross-talk on both tumour-promotion and -suppression is essential for understanding patient uniqueness and their implication in disease outcome. Because of its potential to probe tissues and cells at the molecular level without requirement for extrinsic contrast agents, infrared spectroscopy was seen as an attractive tool for clinical and diagnostic analysis in order to complement the existing methods. <p>In a first step, recording and processing methodology had to be defined in order to optimally compare IR spectra. The methodology developed and the analysis tools tested on carcinoma cell lines, demonstrated that spectra could be distinguished based on the cell line phenotypic nature. <p>The potential of IR imaging for breast tissular structure differentiation was highlighted in this thesis, demonstrating that spectral signature can be correlated with the major histological cell types observed in breast disease tissues. In order to develop a robust algorithm translating spectral data into helpful histopathological information, a spectral database of histologically well-defined breast tissues was built and used for the development of a cell type classifier. This latter one was extensively validated on independent clinical cases. Firstly, the IR-based histopathological classifier correctly assigned spectra acquired on eleven breast disease samples based on their histological nature. Secondly, lymphocyte and Collagen & Fibroblasts spectral signatures were demonstrated to be independent from tissue type and organ since, although trained on reference spectra recorded into breast disease samples, the cell type classifier correctly assigned spectra acquired on lymph nodes/tonsils and scar tissues respectively. Thirdly, we concluded that spectroscopically, breast carcinoma cell lines in culture are well-suited tumour models since spectra acquired on these carcinoma cell lines were correctly recognized as epithelium by the IR-based histological classifier. <p>By spectral characterizing lymphocytes from lymph nodes and tonsils, we demonstrated that the spectra acquired contained enough information to statistically discriminate them according to their lymphocyte activation states. Although considered as activated, the breast disease lymphoid infiltrates were found to present distinct spectral signature from lymphocytes acquired on activated lymph nodes and tonsils. Furthermore, tumour microenvironment, characterized by IR-imaging was demonstrated to exhibit a distinct spectral signature from wound healing tissues. These studies proved the uniqueness of the signature of both lymphoid infiltrate and tumour microenvironment in breast disease context. Correlating these specific spectral signatures to patient outcome and therapeutics response could help better consider the uniqueness of the patient. In a last step, considering the epithelial signature of carcinomas of both low and high grades, we demonstrated that the biochemical information reflected in the IR micro-spectra was clinically relevant for grading purpose.<p><p> <p><p>Le cancer du sein est le cancer le plus fréquemment diagnostiqué chez les femmes dans les pays occidentaux. Jusqu’à peu, les cellules épithéliales tumorales étaient vues comme les seuls acteurs de la carcinogenèse ;processus se déroulant dans un milieu extracellulaire considéré au pire comme passif ou permissif à l’évolution tumorale des cellules épithéliales adjacentes. Cependant, de nombreuses études ont montré que ce microenvironnement tumoral pouvait soit promouvoir le processus de carcinogenèse soit le combattre empêchant par la même, l’occurrence de la maladie. <p>Ce projet de thèse s’inscrit dans une problématique actuelle, à savoir une meilleure compréhension de la maladie mais également une prise en charge plus individualisée des patientes. Nous abordons ici une voie de recherche novatrice basée sur la signature globale des molécules cellulaires via leur spectre infrarouge. La technologie utilisée, à savoir la spectroscopie infrarouge, nous fournit une observation quantitative et qualitative de milliers de vibrations moléculaires. L’adaptation de réseaux de plusieurs milliers de détecteurs indépendants aux microscopes infrarouges permet, grâce aux méthodes statistiques multivariées, d’investiguer l’architecture macromoléculaire des cellules au sein d’une coupe tissulaire et de corréler les informations spectrales ainsi obtenues à l’histopathologie des tissus. Par cette technologie, nous visons à mettre au point un outil diagnostique et pronostique pour le cancer du sein basé sur l’imagerie IR. <p>Durant ce projet, nous avons montré que les différents types cellulaires observés dans les carcinomes mammaires pouvaient être distingués par le biais de leur spectre IR, qu’un modèle de reconnaissance histologique pouvait être construit, validé et surtout automatisé et que ce modèle pouvait être transposé à l’étude d’autres tissus (ganglions, amygdales et cicatrices) et d’autres types d’échantillons (cellules épithéliales en culture). Nous avons également montré que les spectres de cellules épithéliales pouvaient être corrélés au grade histopathologique de la tumeur. Les spectres acquis de ganglions/amygdales ont montré que les profils spectraux pouvaient être corrélés à l’état d’activation lymphocytaire. De plus, l’étude de l’état d’activation lymphocytaire et fibroblastique a permis de mettre en avant un profil spectral propre et bien distinct des infiltrats lymphocytaires d’une part et de la matrice extracellulaire aux abords des tumeurs invasives d’autre part. <p> / Doctorat en Sciences agronomiques et ingénierie biologique / info:eu-repo/semantics/nonPublished