Mathematical model of elastic ribbed shell dynamics interaction with viscous liquid under vibration

The mechanical model of the system, formed by two surfaces of the coaxial cylindrical shells interacting with viscous incompressible liquid between them under vibration, is considered. The outer shell is geometrically irregular, and inner one is an absolutely rigid cylinder. The mathematical model of this system, consisting of differential equations in partial derivatives for describing dynamics of viscous incompressible liquid and an elastic ribbed shell together with boundary conditions is constructed. The expressions for amplitude frequency characteristics of outer geometrically irregular shell are discovered

Выявление мутаций в «горячих» участках генома: ампликоны-«шпильки» в методе плавления ДНК

Polymerase chain reaction (PCR) followed by DNA melting analysis with TaqMan probes effectively reveals mutations in the human genome “hot” spots. The necessity to carry out PCR in the asymmetric variant causes, however, a number of restrictions of this method: 1) an inability of quantitative estimates of gene copy numbers; 2) the need for 2 independent PCR tests for detection of mutations in both complementary strands of an amplicon (this approach improves reliability and sensitivity of the analysis); 3) the complication of PCR design and decrease in efficiency of amplification. Overcoming these restrictions was possible by means of symmetric PCR with primers containing the specific and universal sequences: the single-stranded “hairpins” (sense and antisense) are not capable to anneal with each other, but they can hybridize independently with 2 TaqMan probes present in the reaction mixture. The proposed approach allows quantitative and qualitative characterization of a DNA sample (the copy number estimates as well as mutation scanning of both complementary amplicon strands).Амплификация с последующим плавлением ДНК с зондами TaqMan эффективно выявляет мутации в «горячих» участках генома. Однако необходимость проводить полимеразную цепную реакцию (ПЦР) в асимметричном варианте обусловливает ряд ограничений этого метода: 1) невозможность количественного анализа из‑за снижения эффективности амплификации; 2) необходимость выполнения 2 независимых ПЦР для выявления мутаций в комплементарных нитях ампликона; 3) усложнение дизайна ПЦР. Преодоление этих ограничений оказалось возможным при использовании в симметричной ПЦР комбинированных праймеров, состоящих из универсальной и специфической последовательностей: образующиеся в результате однонитевые «шпилечные» (hairpin) ампликоны (sense и antisense) не способны ренатурировать друг с другом, но независимо гибридизуются с присутствующими в среде зондами TaqMan (antisense и sense соответственно). Разработанный способ позволяет в одном тесте получить количественные (число копий) и качественные (наличие мутаций в обеих нитях ампликона) характеристики исследуемого участка ДНК

ПРИМЕНЕНИЕ ЭМБОЛИЗАЦИИ ПРИ КРОВОТЕЧЕНИИ У БОЛЬНЫХ С ОПУХОЛЯМИ МОЧЕВОГО ПУЗЫРЯ

Bladder or prostate bleeding is a frequent complication in patients with an inoperable tumor. The treatment of such patients remains a complex problem. Patients with massive hematuria are usually of elderly age and it is impossible to perform cystectomy in them. Embolization of bladder and prostate arteries is indicated for such patients. The aim of the article is to describe the role of embolization in the treatment of bleeding from the bladder and prostate where conservative therapy fails, and to analyze its effectiveness and risks. The advantage of intervention is minimal invasiveness and low blood loss.Кровотечение из мочевого пузыря или предстательной железы является частым осложнением у пациентов с неоперабельной опухолью, а лечение таких больных остается сложной проблемой. Пациенты с массивной гематурией обычно пожилого возраста, и выполнить им цистэктомию невозможно. Таким больным показана эмболизация артерий мочевого пузыря и предстательной железы. Целью статьи является описание роли эмболизации в лечении кровотечения из мочевого пузыря и предстательной железы при неудаче консервативной терапии, анализ эффективности и рисков. Преимуществом вмешательства является минимальная инвазивность и малая кровопотеря

ОСЦИЛЛИРУЮЩИЙ РЕЖИМ СУШКИ клубней топинамбура

Specifics of a chemical composition of tubers and green material of a topinambur (Helianthus tuberosus), high efficiency and ecological plasticity, profitability of growing, biotechnological potential of use enable to identify a topinambur as a of high-energy cultures of the future. High moisture of various topinambur parts, features of the mechanism of a heat and mass transfer set a problem of search of the new drying methods promoting to increase dehydration efficiency and produce a quality product. A method of calculation of duration of the oscillating mode of topinambur tubers drying in a dense layer is worked out. The topinambur tubers cut on cubes with the side of 6 mm were taken as object of researches. Researches were conducted in the setting of various drying modes: two experiences at the oscillating mode with height of a material layer of 0.07 m and 0.17 m; and also as a check experiment was material drying at a constant temperature of the drying agent. Duration of the oscillating mode of topinambur tubers drying was calculated on their basis of received curves of changes of moisture content at various modes of drying. Estimate indicators were confirmed with experimental data. Results of determination of duration of the oscillating modes of topinambur tubers drying proved that efficiency of the oscillating modes is 18 percent higher, than at control experiment.Специфика химического состава клубней и зеленой массы топинамбура, высокая продуктивность и экологическая пластичность, экономичность возделывания, биотехнологический потенциал использования позволяют отнести топинамбур к числу высокоэнергетических культур будущего. Высокая влажность различных частей топинамбура, особенности механизма тепломассопереноса ставят задачу поиска новых методов сушки, способствующих повышению эффективности процесса обезвоживания и получению продукта высокого качества. Разработали методику расчета длительности осциллирующего режима сушки клубней топинамбура в плотном слое. В качестве объекта исследований взяли клубни топинамбура, нарезанные на кубики со стороной 6 мм. Исследования проводили при использовании различных режимов сушки: два опыта при осциллирующем режиме с высотой слоя материала 0,07 м и 0,17 м; а также контрольный опыт - сушка материала при постоянной температуре агента сушки. Получили кривые изменения влагосодержания при различных режимах сушки и на их основе рассчитали длительность осциллирующего режима сушки клубней топинамбура. Подтвердили экспериментальными данными расчетные показатели. Результаты определения длительности осциллирующих режимов сушки клубней топинамбура показали, что эффективность осциллирующих режимов на 18 процентов выше, чем в контрольном опыте

Высокочувствительное сканирование генных мутаций: зонды TaqMan как блокирующие агенты

DNA Melting Analysis is very effective in clinical DNA diagnostics: it is simple to perform, high throughput, labor-, time- and cost-effective and is implemented in the “closed tube” format minimizing the risk of samples cross-contamination. Although more sensitive than sequencing by Sanger (mutant allele detection limit is ~5 and ~15 % respectively), it, however, is inferior in this respect to some other, more laborious and expensive methods (in particular, ddPCR (digital droplet PCR)). Using the BRAF gene as a prototype, we developed the original version of the DNA melting analysis, based on the ability of TaqMan probes to hamper the primer extension reaction by Taq-polymerase. It is found that the weaker blocking effect on the mutant template, which is due to the mismatch in the probe-DNA heteroduplex, permits enriched amplification of the mutant allele and provides a significant (10-fold or more) increase in sensitivity of mutation scanning.Метод плавления ДНК весьма эффективен в клинической генодиагностике, прост в исполнении, производителен, экономичен и, кроме того, реализуется в «закрытом формате», сводящем к минимуму затраты времени, труда и риск перекрестного загрязнения образцов. Данный метод более чувствительный, чем секвенирование по Сэнгеру (предел обнаружения мутантных аллелей ~5 и ~15 % соответственно), однако уступает в этом отношении другим, более трудоемким и дорогим методам (в частности, капельной цифровой полимеразной цепной реакции (digital droplet PCR)). На гене BRAF (как прототипе) мы разработали оригинальный вариант метода плавления ДНК, основанный на способности зондов TaqMan затруднять движение Taq-полимеразы по матрице. Установлено, что эффект блокирования слабее выражен на мутантной матрице из-за присутствия в дуплексе зонд-ДНК неспаренного основания. Предложен протокол полимеразной цепной реакции, дискриминирующий амплификацию мутантных и нормальных аллелей и обеспечивающий существенное (10-кратное и более) повышение чувствительности мутационного сканирования

Диагностическая значимость уровней ДНК и антител к капсидному антигену вируса Эпштейна–Барр в плазме крови больных раком носоглотки в неэндемическом регионе

Epstein–Barr virus (EBV), a representative of the herpesvirus family, is the etiological agent for a number of benign and malignant human neoplasms. Among the latter, the nasopharyngeal carcinoma (NPC) occupies a special place. In NPC development EBV plays a key role stimulating the progression of the pathological process from precancerous lesions to the cancer development. For most NPC patients, elevated levels of humoral IgG and IgA antibodies against capsid and early EBV antigens are characteristic and their antibody titers rise to high levels long before the diagnosis of cancer. Using this phenomenon, virus-specific antibodies are used for many years as markers for NPC screening, especially in cases of undiagnosed primary lesion. In recent years, in endemic for NPC regions (South China, South-East Asia) a great attention has been paid to the use of quantitative determination of EBV DNA copies in the blood plasma of patients with NPC as a method of early cancer detection and monitoring.The aim of this study was to compare clinical significance of EBV DNA and humoral antibodies levels in blood plasma of NPC patients in non-endemic region, Russia. The results obtained indicate that both markers DNA / EBV and IgA antibodies against capsid EBV antigens can be successfully used for diagnosis of NPC in non-endemic region. However, in comparison with the virus-specific antibody titers, the viral DNA levels in the patients plasma are more sensitive and specific as NPC marker reflecting the efficacy of the therapy, and the state of remission or relapse.Вирус Эпштейна – Барр (ВЭБ), представитель семейства герпес-вирусов человека, является этиологическим агентом для ряда доброкачественных и злокачественных новообразований человека. Среди последних особое место занимает рак носоглотки (РНГ). В его возникновении ВЭБ играет ключевую роль, стимулируя прогрессирование патологического процесса от предраковых поражений до появления злокачественной опухоли. Для большинства больных РНГ характерны повышенные уровни гуморальных IgI- и IgA- антител к капсидному и раннему антигенам ВЭБ, причем титры этих антител поднимаются до высоких уровней задолго до диагностического рака. При учете этого феномена уже многие годы вирусоспецифические антитела используются в качестве маркеров для диагностики РНГ, особенно в случаях невыявленного первичного очага. В последние годы в эндемичных для РНГ регионах (Южный Китай, страны Юго-Восточной Азии) проявлен большой интерес к использованию количественного определения копий ДНК ВЭБ в плазме крови больных РНГ в качестве метода раннего выявления рака и мониторинга опухолевого процесса.Цель исследования – сравнительная оценка клинической значимости уровней ДНК ВЭБ и гуморальных антител к вирусу в плазме крови больных РНГ в неэндемичном регионе (России). Полученные результаты свидетельствуют о том, что оба маркера: ДНК ВЭБ и IgA- антитела к капсидному антигену ВЭБ могут быть успешно использованы для диагностики РНГ в неэндемичном регионе. Однако по сравнению с вирусоспецифическими антителами число копий вирусной ДНК в плазме крови больных является более чувствительным и специфическим маркером, отражающим эффективность проведенной терапии, а также состояние ремиссии или рецидива болезни

Perspectives of healthcare providers, service users, and family members about mental illness stigma in primary care settings: A multi-site qualitative study of seven countries in Africa, Asia, and Europe

Background: Stigma among healthcare providers is a barrier to the effective delivery of mental health services in primary care. Few studies have been conducted in primary care settings comparing the attitudes of healthcare providers and experiences of people with mental illness who are service users in those facilities. Such research is necessary across diverse global settings to characterize stigma and inform effective stigma reduction. Methods: Qualitative research was conducted on mental illness stigma in primary care settings in one low-income country (Nepal), two lower-middle income countries (India, Tunisia), one upper-middle-income country (Lebanon), and three high-income countries (Czech Republic, Hungary, Italy). Qualitative interviews were conducted with 248 participants: 64 primary care providers, 11 primary care facility managers, 111 people with mental illness, and 60 family members of people with mental illness. Data were analyzed using framework analysis. Results: Primary care providers endorsed some willingness to help persons with mental illness but reported not having appropriate training and supervision to deliver mental healthcare. They expressed that people with mental illness are aggressive and unpredictable. Some reported that mental illness is incurable, and mental healthcare is burdensome and leads to burnout. They preferred mental healthcare to be delivered by specialists. Service users did not report high levels of discrimination from primary care providers; however, they had limited expectations of support from primary care providers. Service users reported internalized stigma and discrimination from family and community members. Providers and service users reported unreliable psychiatric medication supply and lack of facilities for confidential consultations. Limitations of the study include conducting qualitative interviews in clinical settings and reliance on clinician-researchers in some sites to conduct interviews, which potentially biases respondents to present attitudes and experiences about primary care services in a positive manner. Conclusions: Primary care providers' willingness to interact with people with mental illness and receive more training presents an opportunity to address stigmatizing beliefs and stereotypes. This study also raises important methodological questions about the most appropriate strategies to accurately understand attitudes and experiences of people with mental illness. Recommendations are provided for future qualitative research about stigma, such as qualitative interviewing by non-clinical personnel, involving non-clinical staff for recruitment of participants, conducting interviews in non-clinical settings, and partnering with people with mental illness to facilitate qualitative data collection and analysis

Таргетная жидкостная биопсия посредством «обогащенной» полимеразной цепной реакции и анализа плавления ДНК

Objective: to evaluate the possibility of using a highly sensitive method of “enriched” polymerase chain reaction followed by DNA melting analysis (PCR-DMA) for target liquid biopsy of cancer patients.Materials and methods. The “enriched” PCR-DMA was used for mutation scanning of KRAS (codons 12 and 13) in tumor and blood plasma of 20 patients with colorectal cancer.Results. Activated oncogene was found in tumor tissue of 16 patients and in blood plasma of 5 patients (confirmed by sequencing). Mutant KRAS alleles were also found in tumor and plasma of another 2 patients, but in very low concentrations that did not allow their validation by Sanger sequencing. Thus, in our study the target liquid biopsy was successful in ~35 % patients. Since the plasma tests were carried out after repeated medical procedures causing mass death of tumor cells, the actual efficiency of this approach may appear significantly higher.Цель исследования – оценка возможности применения высокочувствительного метода «обогащенной» полимеразной цепной реакции c последующим анализом плавления ДНК (DNA melting analysis) (ПЦР-DMA) для таргетной жидкостной биопсии у онкологических больных.Материалы и методы. Метод ПЦР-DMA использовали для мутационного сканирования онкогена KRAS (кодоны 12 и 13) в опухолевой ткани и в плазме крови 20 больных колоректальным раком.Результаты. Активированный онкоген обнаружен у 16 больных в самой опухоли и у 5 из них – в плазме крови (подтверждено секвенированием). В опухоли и плазме крови еще 2 больных при «обогащенной» ПЦР-DMA выявлено присутствие мутантных аллелей, но в крайне низкой концентрации, не позволявшей их идентифицировать методом Сэнгера. Таким образом, таргетная жидкостная биопсия в предлагаемом варианте оказалась успешной у 7 (~35 %) из 20 исследованных больных. С учетом того факта, что анализ плазмы крови пациентов проводили после многократных лечебных процедур, вызывающих массовую гибель опухолевых клеток, реальная эффективность данного метода может оказаться существенно выше

Идентификация нового сайта метилирования в промоторном районе гена Sept9 для диагностики гепатоцеллюлярной карциномы

Background. Over 600,000 people die from hepatocellular carcinoma (HCC) each year worldwide. The disease is often detected at advanced stages and in many cases is not curable. Early diagnostic and monitoring of HCC recurrences remains a substantial problem in clinical oncology. That determines the need for a search for highly sensitive and specific biomarkers for the non-invasive of HCC diagnostics. The objective of the study. Identification of the hypermethylated locus in the promoter region of the septin 9 (Sept9) gene based on the annotated methylomes from the public databases. Experimental validation of methylation on a pilot panel of paired clinical samples of patients with HCC, as well as tissue samples from patients with benign liver tumors and lymphocytes from healthy donors. Materials and methods. To analyze the methyl data, samples of HCC from TCGA, hepatocellular adenoma from GEO (Gene Expression Omnibus) depository, peripheral blood cells and tissues of healthy donors from Methbank were used. Experimental validation of methylation levels of the identified site was carried out on a pilot panel of clinical samples by bisulphite pyrosequencing using PyroMark Q24.Results. Based on the analysis of methylome data, we selected cg20275528 site, which is characterized by high level of methylation in HCC tissues and minimal levels of methylation in non-tumor liver tissue, hepatocellular adenoma and peripheral blood of healthy donors. Experimental testing on a pilot panel of clinical specimens showed that the level of marker site methylation in HCC (42 % median) is significantly higher than in non-tumor liver tissues (3 % median) and benign neoplasms (1.5 % median) and exceeds the threshold value in HCC compared to paired samples of adjacent non-tumor liver tissue in 20 out of 30 studied cases (66.6 %). The general possibility for cg20275528 methylation detection in circulating DNA of plasma in HCC patients was shown.Conclusion. The obtained results indicate that the approach to the detection and experimental verification of diagnostically significant markers developed and tested in this study can be used to identify new differentially methylated sites and to establish new approaches for non-invasive HCC diagnosis.Введение. Ежегодно во всем мире от гепатоцеллюлярной карциномы (ГЦК) умирают более 600 тыс. человек. Заболевание часто выявляется на поздних стадиях и во многих случаях является некурабельным. Ранняя диагностика и мониторинг развития рецидивов ГЦК продолжают оставаться существенной проблемой клинической онкологии. Это определяет актуальность поиска высокочувствительных и специфичных биомаркеров для неинвазивной диагностики ГЦК. Цель исследования – идентификация гиперметилированного при ГЦК локуса в промоторном районе гена септин 9 (Sept9) на основании анализа общедоступных данных метиломных исследований; экспериментальная валидация метилирования на пилотной панели парных клинических образцов пациентов с ГЦК, а также образцов ткани пациентов с доброкачественными опухолями печени и лимфоцитов здоровых доноров.Материалы и методы. Для анализа метиломных данных были использованы выборки ГЦК TCGA, гепатоцеллюлярной аденомы из депозитария GEO (Gene Expression Omnibus), а также клеток периферической крови и тканей здоровых доноров Methbank. Экспериментальную валидацию уровней метилирования идентифицированного сайта проводили на пилотной выборке клинических образцов с использованием метода бисульфитного пиросеквенирования на приборе PyroMark Q24.Результаты. На основании анализа метиломных данных нами был выбран сайт cg20275528, который характеризуется высоким уровнем метилирования в тканях ГЦК и минимальными уровнями метилирования в клетках неопухолевой ткани печени, гепатоцеллюлярной аденомы и периферической крови здоровых доноров. Экспериментальная проверка на пилотной выборке клинических образцов показала, что уровень метилирования маркерного сайта в ГЦК (медиана 42 %) значительно выше, чем в неопухолевых тканях печени (медиана 3 %) и доброкачественных новообразованиях (медиана 1,5 %) и превышает пороговое значение в ГЦК по сравнению с парными образцами прилежащей неопухолевой ткани печени в 20 (66,6 %) из 30 исследованных случаев. Показана принципиальная возможность детекции метилирования cg20275528 в циркулирующей ДНК плазмы больных ГЦК.Заключение. Полученные результаты позволяют предположить, что разработанный и апробированный в этой работе подход к поиску и экспериментальной верификации диагностически значимых маркеров может быть использован для выявления новых дифференциально метилированных сайтов и разработки новых подходов к неинвазивной диагностике ГЦК

Ketamine Influences CLOCK:BMAL1 Function Leading to Altered Circadian Gene Expression

Major mood disorders have been linked to abnormalities in circadian rhythms, leading to disturbances in sleep, mood, temperature, and hormonal levels. We provide evidence that ketamine, a drug with rapid antidepressant effects, influences the function of the circadian molecular machinery. Ketamine modulates CLOCK:BMAL1-mediated transcriptional activation when these regulators are ectopically expressed in NG108-15 neuronal cells. Inhibition occurs in a dose-dependent manner and is attenuated after treatment with the GSK3β antagonist SB21673. We analyzed the effect of ketamine on circadian gene expression and observed a dose-dependent reduction in the amplitude of circadian transcription of the Bmal1, Per2, and Cry1 genes. Finally, chromatin-immunoprecipitation analyses revealed that ketamine altered the recruitment of the CLOCK:BMAL1 complex on circadian promoters in a time-dependent manner. Our results reveal a yet unsuspected molecular mode of action of ketamine and thereby may suggest possible pharmacological antidepressant strategies