THE INFLUENCE OF PATHOGENIC PUUMALA AND APATHOGENIC TULA ORTHOHANTAVIRUS ON THE INNATE IMMUNE RESPONSE OF PRIMARY MONOCYTES AND MACROPHAGES

Virusi Puumala (PUUV) i Tula (TULV) su RNA virusi koji pripadaju rodu Orthohantavirus (HTV) porodice Hantaviridae. Virus PUUV patogeni je virus koji uzrokuje hemoragijsku vrućicu s bubrežnim sindromom, dok se virus TULV smatra apatogenim virusom. Cilj ovog istraživanja bio je dugotrajnom infekcijom ispitati elemente urođenog imunosnog odgovora primarnih monocita/makrofaga inficiranih patogenim ili apatogenim ortohantavirusom u uvjetima in vitro. Rezultati ovog istraživanja pokazali su značajne razlike u obrascu ekspresije gena koji kodiraju sintezu proupalnih citokina i kemokina, kao i razlike u koncentracijama pojedinih modulatora biološkog odgovora u ranoj (1 – 24 h od infekcije) i kasnoj (48 h – 7 dana) fazi infekcije. Analiza ekspresije staničnih diferencijacijskih molekula na monocitima/makrofagima tijekom kultivacije pokazala je smanjenje ekspresije molekula CD14 i HLA-DR uz značajno povećanu ekspresiju molekule CD206. U ovom radu prvi su puta dokazane značajne razlike u urođenom imunosnom odgovoru na apatogeni virus TULV u usporedbi s patogenim virusom PUUV. Rezultati ovog rada ukazuju na kompleksnost molekularnih mehanizama urođene imunosne reakcije posredovane monocitima/makrofagima u infekciji patogenim i apatogenim ortohantavirusima.Puumala (PUUV) and Tula (TULV) are RNA viruses, belonging to the genus Orthohantavirus (HTV), family Hantaviridae. Puumala virus is a pathogenic virus that causes hemorrhagic fever with renal syndrome, while TULV is considered to be an apathogenic virus. The aim of this long-term in vitro study was to examine the elements of the innate immune response of primary monocytes/macrophages infected with pathogenic or apathogenic orthohantavirus. The results of this research showed significant differences in the expression pattern of genes encoding the synthesis of pro-inflammatory cytokines and chemokines, as well as differences in the concentrations of certain biological response modulators in the early (1-24 h from infection) and late (48 h-7 days) phase of infection. Analysis of the expression of cell differentiation molecules on monocytes/macrophages during cultivation showed a decrease in the expression of CD14 and HLA-DR molecules with a significantly increased expression of the CD206 molecule. We demonstrated here, for the first time, significant differences in the innate immune response to the apathogenic TULV compared to the pathogenic PUUV. The results of this work indicate the complexity of the molecular mechanisms of the innate immune reaction mediated by monocytes/macrophages in infection with pathogenic and apathogenic orthohantaviruses

Molekularno modeliranje koordinacijskih spojeva paladija(II)

Cisplatin se upotrebljava u medicinske svrhe za liječenje različitih vrsta malignih tumora. Stereoizomer cisplatina, transplatin, puno je manje biološki aktivan te se zbog toga ne koristi u liječenju. U ovome radu opisana je povezanost različitog utjecaja cisplatina i transplatina na uređenost strukture DNA molekule i jačine citostatičkog djelovanja ovih izomera. Budući da se paladij pokazao kao dobra zamjena platini u lijekovima protiv raka, novija istraživanja često uključuju pripravu i ispitivanje biološke aktivnosti novih spojeva paladija(II). U ovome radu dan je kratak pregled paladijevih spojeva koji pokazuju citostatička svojstva. U sintezi i dizajnu novih citostatika često se koristi računalna kemija kako bi se ispitala strukturna, elektronska, a kasnije modelirala i biološka aktivnost ovih spojeva. U ovom je radu računalnim metodama istražena relativna stabilnost cis/trans izomera nekoliko koordinacijskih spojeva paladija(II) koji su pripravljeni i okarakterizirani u grupi doc. dr. sc. Borisa-Marka Kukovca sa Zavoda za fizikalnu kemiju, Odsjeka za kemiju Kemijsko-tehnološkog fakulteta Sveučilišta u Splitu. Na dobivenim kristalnim strukturama provedena su istraživanja kako bi se usporedila stabilnost konfiguracijskih stereoizomera te odredile ključne interakcije između molekula u kristalnoj strukturi

Influence of TLR5 (rs2072493) and TLR7 (rs5935436) polymorphisms on transcriptome and metabolome of in vitro model of metastatic non-small cell lung carcinoma

Karcinom pluća je jedna od najčešćih i najsmrtonosnijih malignih bolesti u svijetu. Uz izloženost duhanskom dimu, važan čimbenik u nastanku i razvoju navedene bolesti je i genetska podloga. Aktivacijom receptora Toll-like (TLR) pokreće se složeni signalni put koji u konačnici kulminira oslobađanjem različitih transkripcijskih čimbenika. Istraživanja koja su prethodila doktorskoj disertaciji pokazala su povezanost polimorfizma u genima TLR5 (rs2072493) i TLR7 (rs5935436) s nastankom karcinoma pluća. Cilj ovog istraživanja bio je ispitati utjecaj ovih polimorfizama na transkriptom i metabolom u uvjetima in vitro. Rezultati analize transkriptoma pokazuju da polimorfizam rs2072493 utječe na promjene u aktivnosti signalnog puta receptora spregnutim s proteinima G (GPCR). Rezultati analize metaboloma pokazuju da prisutnosti polimorfizma rs2072493 mijenja aktivnosti metabolizma triptofana. Nadalje, povećanjem ekspresije gena TLR7, metastatske stanice karcinoma pluća, H1299, postaju osjetljivije na kotretman imikvimodom i paklitakselom. Također, promjena u ekspresiji TLR7 utječe na promjene u aktivnosti staničnog puta glikolize, signalnog puta HIF-1, i signalnog puta AMPK.Lung cancer is one of the leading causes of cancer-related deaths worldwide. Exposure to smoke is the main cause of developing lung cancer, genetic background also has a significant role. Activation of Toll-like receptors (TLR) starts a complex signaling pathway, which in the end releases transcriptional factors. Previous associations studies linked polymorphisms in TLR5 (rs2072493) and TLR7 (rs5935436) with higher susceptibility of developing lung cancer. The aim of this research was to examine the effect of these polymorphisms on the transcriptome and metabolome in vitro. The results of the transcriptome analysis show that the rs2072493 polymorphism affects changes in the activity of the G protein-coupled receptor (GPCR) signaling pathway. The results of the metabolome analysis show that the presence of the rs2072493 polymorphism changes the activity of tryptophan metabolism. Furthermore, metastatic lung cancer cells, H1299, overexpressing TLR7 are more sensitive to co-treatment with imiquimod and paclitaxel. Also, the change in TLR7 expression affects the activity of glycolysis metabolism, the HIF-1 signaling pathway, and the AMPK signaling pathway

Protection of model membranes by flavonoids during lipid peroxidation process

Polinezasićene masne kiseline u sastavu stanične membrane iznimno su podložne lipidnoj peroksidaciji zahvaljujući velikom broju dvostrukih veza. Lipidna peroksidacija podrazumijeva oksidativnu razgradnju lipida induciranu slobodnim radikalima te rezultira oštećenjem membrane. Smatra se da lipidna peroksidacija ima ulogu u razvoju velikog broja bolesti. Flavonoidi, prirodni polifenolni antioksidansi, istražuju se kao potencijalni lijekovi za mnoge bolesti uzrokovane oksidativnim stresom. Međutim, njihova primjenjivost ograničena je slabom topljivošću u vodenim medijima i nestabilnošću u fiziološkim uvjetima. Navedeni problem moguće je riješiti ugradnjom flavonoida u nanonosače. Zahvaljujući specifičnim magnetskim svojstvima, kao nanonosači se posebno ističu superparamagnetske nanočestice. U sklopu ove doktorske disertacije istražena je interakcija lipida i flavonoida te je uočeno da tri strukturno različita flavonoida štite cjelovitost membrane tijekom lipidne peroksidacije. Nadalje, pripravljeni su nanonosači sa superparamagnetskim svojstvima. Pokazano je da upotreba vanjskog magnetskog polja poboljšava otpuštanje flavonoida iz nanočestica.Polyunsaturated fatty acids, which are abundant in cell membranes, are susceptible to lipid peroxidation due to the large number of double bonds. Lipid peroxidation is oxidative degradation of lipids induced by free radicals which results in membrane damage. It has been correlated with numerous diseases. Flavonoids, natural polyphenolic antioxidants, are being investigated as potential therapeutics. However, their applicability is limited by poor solubility in aqueous media and instability under physiological conditions. One possible solution for the aforementioned problem is incorporation of flavonoids into nanocarriers, among which superparamagnetic nanocarriers stand out due to their exceptional magnetic properties. Within this doctoral dissertations, interaction between lipids and flavonoids has been investigated and it has been shown that three structurally different flavonoids exhibit protective behaviour of the membrane upon initiated lipid peroxidation. Moreover, superparamagnetic nanoparticles were prepared and used as nanocarriers. Drug release was improved with use of an external magnetic field

Theoretical calculation and analysis of WiFi signals with machine learning

Cilj istraživanja je korištenjem analize WiFi signala otkriti prisustvo ljudi u WiFi polju. Podatci koje analiziramo su intenziteti elektromagnetskog (WiFi) polja u danim točkama prostora, za danu konfiguraciju objekata koji se nalaze u prostoriji. Koristimo tri različite metode strojnog učenja na istim setovima podataka. Gledamo rješenja koja nam daje strojno učenje za pojedinu metodu te ih uspoređujemo s ostalim metodama. Zanima nas koja metoda daje bolje rezultate te što možemo u budućnosti poboljšati da dobijemo bolja rješenja. Jedan set podataka je dobiven teorijski koristeći program COMSOL, dok je drugi set podataka dobiven eksperimentalno.The goal of the research is to detect the presence of people in the WiFi field using WiFi signal analysis. The data that we analyze are the intensities of the electromagnetic (WiFi) field in given points of space, for a given configuration of objects located in the room. We are using three machine learning methods on same datasets. Machine learning give us results for individual method and then we compare those results with other machine learning results. We do that because we want to see what method works the beast and how we can upgrade to get better results. One dataset was obtained theoretically using the COMSOL program, while the other dataset was obtained experimentally

Polynuclear vanadium(V) complexes with nicotinhydrazide derivatives

U ovom diplomskom radu opisana je sinteza kompleksih spojeva vanadija(V) dobivenih u reakciji s derivatima nikotinhidrazida, koji sadrže O i N donorne atome. Provedene su reakcije liganada N´-(2-hidroksi-3-metoksibenziliden)nikotinhidrazona (H2VanNH) i N´-(2-hidroksi- 4-metoksibenziliden)nikotinhidrazona (H24OMeSalNH) sa spojevima vanadija u metanolu i etanolu, pri sobnoj temperaturi ili uz refluks. Analiza produkata pokazala je da su dobiveni polinuklearni kompleksni spojevi vanadija(V), gdje su ligandi na metalni atom koordinirani O,N,O donornim atomima. Koordinacijski polimeri dobiveni u reakciji s ligandom H2VanNH su [VO(VanNH)(MeO)]n i [VO(VanNH)(EtO)]n, dok u reakciji s H24OMeSalNH nastaju kompleksi [VO(4OMeSalNH)(MeO)]n i [VO(4OMeSalNH)(EtO)]n. Molekulska i kristalna struktura kompleksnih spojeva određena je difrakcijom rentgenskog zračenja na monokristalnom uzorku. Kompleksu [VO(4OMeSalNH)(MeO)]n struktura je pretpostavljena na temelju drugih metoda. Dobiveni produkti dodatno su okarakterizirani IR spektroskopijom, termogravimetrijskom i kemijskom analizom te difrakcijom rentgenskog zračenja na polikristalnom uzorku.This Diploma thesis describes the synthesis of the vanadium (V) complexes with nicotinhydrazide derivatives, which containing O and N donor atoms. Hydrazones N'-(2- hydroxy-3-methoxybenzylidene)nicotinhydrazone (H2VanNH) and N´-(2-hydroxy-4- methoxybenzylidene)nicotinhydrazone (H24OMeSalNH) were reacted with vanadyl acetylacetonate or ammonium vanadate, in methanol or ethanol, at room temperature or under reflux. The analysis products showed that the polynuclear complexes of vanadium (V) were obtained, where the ligands were coordinated to the metal through O,N,O donors atoms. The coordination polymers obtained in reaction with the H2VanNH ligand are [VO(VanNH)(MeO)]n i [VO(VanNH)(EtO)]n, whereas in the reaction with H24OMeSalNH the complexs [VO(4OMeSalNH)(MeO)]n and [VO(4OMeSalNH)(EtO)]n are formed. The molecular and crystalline structure of the complexs was determined by the single crystal Xray diffraction method. The structure of [VO(4OMeSalNH)(EtO)]n was deduced by other methods. The obtained products were further characterized by IR spectroscopy, thermogravimetric and chemical analysis and X-ray diffraction on a polycrystalline sample

Oomycete (Oomycota) isolates from the cuticle of crayfish species in Croatia

Istraživanja rasprostranjenosti i utjecaja vodenih plijesni na slatkovodne deseteronožne rakove većinom su fokusirana na patogena Aphanomyces astaci, dok su u Hrvatskoj i ostalim dijelovima Europe nedovoljno istražene druge vrste vodenih plijesni koje mogu nastanjivati kutikulu rakova, iako neke od njih također mogu imati negativan utjecaj na domaćina. Cilj ovog istraživanja bio je uzgojiti i taksonomski identificirati izolate vodenih plijesni s egzoskeleta pet različitih autohtonih i invazivnih vrsta rakova u Hrvatskoj. Vodene plijesni kultivirane su iz pereiopoda i abdominalne kutikule položene na PG1 krutu hranjivu podlogu, uz precjepljivanje hifa na nove podloge do dobivanja akseničnih kultura vodenih plijesni. Identifikacija izolata do razine vrste provedena je sekvenciranjem ITS (engl. internal transcribed spacer) regije uz naknadnu filogenijsku analizu. Utvrđene su četiri vrste vodenih plijesni izolirane s kutikule dviju vrsta rakova: izolati Saprolegnia australis i Saprolegnia turfosa s kutikule vrste Pacifastacus leniusculus te izolati Aphanomyces astaci i Aphanomyces repetans s kutikule vrsta Astacus astacus i Pacifastacus leniusculus. Neke od izoliranih vodenih plijesni su saprofiti (S. turfosa, A. repetans), dok su drugi oportunisti (S. australis) ili primarni patogeni (A. astaci, uzročnik račje kuge).Research on the distribution and effects of oomycetes on crayfish hosts is mostly focused on Aphanomyces astaci, the causative agent of the crayfish plague. In Croatia and other parts of Europe research on this topic is scarce, despite of the possibility of negative impacts on the host. The aim of this study was to cultivate and identify oomycete isolates from the exoskeleton of different native and invasive crayfish species present in Croatia. Oomycetes were cultivated from pereiopods and abdominal cuticle inoculated on PG1 solid growth media, with hyphal transfers to new media until pure cultures were obtained. Identification of the isolates to species level was performed by sequencing of the internal transcribed spacer (ITS) region followed by phylogenetic analysis. We detected four oomycete species originating from two crayfish species: Saprolegnia australis and Saprolegnia turfosa isolates originating from Pacifastacus leniusculus, Aphanomyces astaci and Aphanomyces repetans isolates originating from both Astacus astacus and Pacifastacus leniusculus. Some of the detected species are saprophytic (S. turfosa, A. repetans), while others are opportunistic (S. australis) or primary pathogens (A. astaci, the causative agent of crayfish plague)

Cocrystals of 2,4,6-collidinium and 3,5-lutidinium halogenides with 1,4-diiodotetrafluorobenzene

S ciljem izučavanja halogenida kao akceptora halogenske i vodikove veze istovremeno, u sklopu ovog diplomskog rada pripravljeni su halogenidi 2,4,6-kolidina (246kol) i 3,5-lutidina (35lut) koji su kokristalizirani s 1,4-dijodtetrafluorbenzenom (14tfib). Soli i kokristali su pripravljeni sintezom iz otopine. Metodom difrakcije na jediničnom kristalu, određene su molekulske i kristalne strukture 6 soli, 2 solvata soli i 7 kokristala soli. U svim pripravljenim kokristalima, uz vodikove veze N−H⋯X – s kationima 246kolH+ i 35lutH+, halogenidi ostvaruju halogenske veze C‒I⋯X‒ s molekulama 14tfib stvarajući motive cik-cak lanca. Uspoređujući duljine interakcija relativne sumama van der Waalsovih i ionskih radijusa atoma u interakciji unutar 246kol i 35lut serija, vodikove veze su relativno kraće za halogenide manjeg radijusa, dok su relativne duljine halogenskih veza međusobno bliskih vrijednosti i ne prate nikakav trend.In order to study the halogenide anion as an acceptor of halogen and hydrogen bonds simultaneously, single crystals of 2,4,6-collidinium (246col) and 3,5-lutidinium halogenides (35lut), and their respective cocrystals with 1,4-diiodotetrafluorobenzene (14tfib), were prepared via solution synthesis within this master thesis. The molecular and crystal structures of 6 salts, 2 solvates of salts and 7 cocrystals of salts were determined by single crystal X-ray diffraction experiments. In all the prepared cocrystals, along with N−H⋯X– hydrogen bonds, every halogenide and 14tfib alternate forming zig-zag chains via C‒I⋯X‒ halogen bonds. Comparing interaction lengths relative to the sum of van der Waals and ionic radii of the donor and acceptor atoms within the 246col and 35lut series, hydrogen bonds are relatively shorter for smaller halogenides while halogen bonds vary slightly in relative length and do not follow any trend

Bioremediation of pharmaceuticals in water

Prisutnost novih zagađivala u vodenim ekosustavima postaje ozbiljan globalni problem. Prekomjerna proizvodnja i potrošnja farmaceutskih proizvoda uzrokovala je njihovo nakupljanje u vodnim tijelima. Zbog mogućeg štetnog utjecaja na ljudsko zdravlje, ali i zdravlje okoliša, razvijaju se alternativne metode za pročišćavanje otpadnih voda farmaceutske industrije. Biološke metode obrade su danas u širokoj upotrebi zbog ekonomičnosti te ekološke prihvatljivosti. Bioremedijacija podrazumijeva iskorištavanje metabolizma mikroorganizama za uklanjanje onečišćivača iz okoliša. Primjenom metoda bioaugmentacije ili biostimulacije dodatno možemo ubrzati razgradnju lijekova u otpadnoj vodi.The presence of new pollutants in water ecosystems becomes a serious global problem. Excessive production and consumption of the pharmaceutical products causes their accumulation in water bodies. Because of the possible harmful impact on human health but also on welfare of the environment new alternative methods have been developed. These methods are used for cleaning the liquid waste which is the result of pharmaceutical industry. Biological methods of water treatment are widespread due to their economic and ecological suitability. Bioremediation implies the use of microorganisms and their metabolism for the pollutant elimination in the environment. The application of methods such as bioaugmentation and biostimulation additionally increases drugs breakdown in liquid waste

Razvoj visoko-propusne optičke metode za određivanje funkcionalne povezanosti mreže živčanih stanica u kulturi

Neurons connect into networks via synapses which are plastic and stochastic; however, all under the control of perfectly coordinated molecular machinery which facilitates synaptic coupling and communication. Any change to the presynaptic apparatus jeopardizes vesicle release, thus instantaneously altering neuronal activation. Failed or over- activation of neurons directly changes patterns of functional connectivity in the neural network, whose emergence is still a big neuroscientific mystery. For that reason, studying synaptic activity is essential for understanding functional connectivity. Many optical tools are available for probing networkwide dynamics, but little achieve single-synaptic resolution. I used a novel intensity-based glutamate-sensing fluorescence reporter (iGluSnFR) to explore its potential to report singlesynaptic activity in vitro. iGluSnFR successfully reported evoked and spontaneous synaptic glutamate release. It also detected subtle differences in genetically modified synaptic activity when compared to wild-type. Therefore, it proved equipped to resolve many synapse-related questions. If applied in large-scale network research, iGluSnFR will contribute to better understanding of physiological and pathological changes in neural networks.Neuroni se udružuju u mreže putem sinapsi čija je aktivnost, iako promjenjiva i nepredvidiva, pod kontrolom koordiniranih molekularnih procesa koji olakšavaju sinaptičko povezivanje i komunikaciju. Svaka promjena u djelovanju presinaptičkih molekula ugrožava kontrolirano oslobađanje vezikula, što odmah utječe na daljnju aktivaciju neurona. Neispravna ili pretjerana aktivacija neurona izravno mijenja obrasce funkcionalne povezanosti u neuronskoj mreži. Nastanak tih obrazaca još je uvijek velika nepoznanica u neuroznanosti. Iz tog je razloga proučavanje sinaptičke aktivnosti ključno za razumijevanje funkcionalne povezanosti neurona u mreži. Postoje mnogi optički alati za ispitivanje aktivacije neurona u mreži, ali malo ih postiže rezoluciju pojedinačnih sinapsi. U ovom je radu korišten novi fluorescentni reporter iGluSnFR (eng. intensity-based glutamate-sensing fluorescence reporter) pri čemu je istraživan njegov potencijal za mjerenje aktivnosti pojedinačnih sinapsi in vitro. iGluSnFR je pokazao efikasnost u mjerenju presinaptičkog glutamata oslobođenog nakon stimulacije ili spontane sinaptičke aktivnosti. Također, iGluSnFR je otkrio suptilne razlike u genetski modificiranoj sinaptičkoj aktivnosti u usporedbi s divljim tipom. Stoga se iGluSnFR pokazao učinkovitim za rješavanje mnogih pitanja vezanih uz sinaptičku aktivnost. Primjena iGluSnFR reportera u istraživanju neuronskih mreža pridonijet će boljem razumijevanju njihovih fizioloških i patoloških promjena