PERSPECTIVES OF THE DEVELOPMENT OF MUCOSAL VACCINES AGAINST DANGEROUS INFECTIONS ON THE BASE OF TRANSGENIC PLANTS

Mucosal vaccines created on the base of transgenic plants reacting with mucosal layers of the intestines and other organs are considered to be the perspective method of the vaccination. These vaccines induce both mucosal and general humoral immunogenicity after the peroral administration. The folding of antigenic proteins synthesizing in plants occurs via eukaryotic type and has advantages before yeast and prokaryotic platforms. This feature results to more adequate synthesis of antibodies against pathogens and to the interaction with effector molecules of complement. Earlier we together with The State Scientific Center “Vector”, Institute of chemical biology and fundamental medicine SB RAS and Dr R.Hammond from Laboratory of Plant Pathology (Maryland, USA) created two candidate vaccines : one of them against AIDS (HIV-1) and hepatitis B on the base of the chimeric gene TBI-HBS, encoding simultaneously 9 antigenic determinants of HIV-1 and the main surface antigen of hepatitis B (HBsAg). The second candidate vaccine was created against hepatitis B on the base of the genetic construct with the gene preS2-S encoding the synthesis of two subunits of the main surface antigen of hepatitis B and the signal peptide HDEL which directed antigens for the accumulation on ER. Both vaccines were tested on mice and confirmed their immunogenicity as the pronounced antibodies response. Twice vaccinated mice maintained the antibodies response during 11 months after there was little tendency to lowering. It was established that transgenic plants – vaccines (tomato) kept the capability to the synthesis of antigenic determinants in seven seed generations during 7 years. The results of the development of the mucosal vaccine against cervical carcinoma (carcinoma of uterine cervix) evoked by human papillomaviruses of high oncogenic risks were presented in this report. We created the genetic construct consisting of 35S CaMV promoter, Ώ (omega) leader of TMV, the target gene HPV16 L1 and the nos terminator. The target gene HPV16 L1 of the most oncogenic type 16 of human papillomavirus was choosen as the object. Different procedures of the plant transformation were elaborated and the transgenic plants synthesizing the antigenic protein L1 of human papillomavirus of type 16 were obtained. The insertion and the expression of the target gene were controlled by northern blotting, the synthesis of antigenic protein HPV16 L1 was determined by ELISA and western blot. The antigenic protein of HPV16 L1 was synthesized in amount of 20 – 50 ng/mg of total soluble proteins in tomato transgenic plants. The results of the examination of the immunogenicity of the vaccine obtained by means of the peroral immunization of mice were showed in the report. Therefore it was demonstrated the principal opportunity of the creation of mucosal vaccines on the base of transgenic plants against several dangerous diseases

Внеклеточные ловушки нейтрофилов (NETs) в патогенезе тромбоза и тромбовоспалительных заболеваний

This article summarizes numerous studies on the relationship of biological processes such as inflammation and thrombosis. The huge role of neutrophils and the extracellular neutrophil traps (NETs) secreted by them has been demonstrated. The discovery of NETs has opened new horizons in the understanding of neutrophil biology and the role of these cells in the body. The use of chromatin in combination with the intracellular proteins, as an effective antimicrobial agent has ancient roots and changes our understanding of chromatin only as a carrier of genetic information. Through NETs, neutrophils can contribute to the development of pathological venous and arterial thrombosis or immunothrombosis, as well as atherosclerosis. NETs release has been shown to be one of the causes of thrombosis in conditions such as sepsis and cancer. The presence of NETs in these diseases and conditions makes it possible to use them or individual components as potential biomarkers. NETs and their components may be attractive as therapeutic targets. Further studies of neutrophils and NETs are needed to develop new approaches to the diagnosis and treatment of inflammatory and thrombotic conditions. Perhaps long-forgotten drugs will find a new area for effective use.В данной статье обобщены многочисленные исследования о взаимосвязи таких биологических процессов как воспаление и тромбообразование. Продемонстрирована огромная роль нейтрофиллов и выделяемых ими внеклеточных ловушек нейтрофилов (Neutrophil Extracellular Traps, NETs). Открытие NETs расширило горизонты в понимании биологии нейтрофилов и роли этих клеток в организме. Использование хроматина в сочетании с внутриклеточными белками в качестве противомикробного средства имеет древнюю историю и меняет наше представление о хроматине только как о носителе генетической информации. Благодаря NETs, нейтрофилы могут способствовать развитию патологического венозного и артериального тромбоза или иммунотромбоза, а также атеросклероза. Высвобождение NETs является, как было показано, одной из причин тромбообразования при таких состояниях как сепсис и рак. Наличие NETs при этих заболеваниях и состояниях дает возможность использовать их или отдельные компоненты в качестве потенциальных биомаркеров. NETs и их компоненты могут быть привлекательны в качестве терапевтических мишеней. Дальнейшие исследования нейтрофилов и NETs необходимы для разработки новых подходов к диагностике и лечению воспалительных и тромботических состояний. Возможно, давно забытые препараты найдут новую сферу для эффективного применения

COVID-19, септический шок и синдром диссеминированного внутрисосудистого свертывания крови. Часть 2

The article discusses the issues of hemostatic system disorders in patients with COVID-19. Strengthening the coagulopathy characteristic of DIC-syndrome, is a key sign of deterioration and an unfavorable prognosis in COVID-19 patients. Data obtained by Chinese colleagues demonstrates that a significantly increased level of D-dimer is one of the predictors of death. The article also highlights the preliminary recommendations of the International society of Thrombosis and Hemostasis (ISTH, 2020) to identify markers such as D-dimer, prothrombin time and platelet count as significant predictive markers in severe COVID-19 patients. The necessity of anticoagulant therapy in hospitalized patients is justified. The article discusses the features of sepsis in pregnant women. Data from a meta-analysis of 19 studies evaluating pregnancy complications and outcomes in patients with various coronavirus infections are presented. Despite the complicated course of pregnancy, there were no cases of vertical transmission of viral infection. In the pathogenesis of severe COVID-19 complications with the formation of severe acute respiratory distress syndrome, multi-organ dysfunction, super inflammation and cytokine storm play a leading role. In connection with viral sepsis, the article discusses the role of hemophagocytic lymphohistiocytosis as a hyperinflammatory syndrome characterized by fulminant and fatal hypercytokinemia with multiple organ failure, the role of hyperferritinemia in predicting the outcomes of severe sepsis. Groups of patients at high risk of death are discussed, as well as the need for anticoagulant and anti-cytokine therapy in patients with COVID-19.В статье рассматриваются вопросы нарушения системы гемостаза у пациентов с COVID-19. Нарастание коагулопатии, характерной для диссеминированного внутрисосудистого свертывания крови (ДВС-синдрома), ― ключевой признак ухудшения состояния и неблагоприятного прогноза у пациентов с COVID-19. Приводятся данные, полученные китайскими коллегами, согласно которым значительно повышенный уровень D-димера является одним из предикторов смерти. Также освещены предварительные рекомендации Международного общества тромбоза и гемостаза (International Society on Thrombosis and Haemostasis, ISTH, 2020) по определению таких маркеров, как D-димер, протромбиновое время и количество тромбоцитов, в качестве значимых прогностических маркеров у тяжелых больных COVID-19. Обосновывается необходимость антикоагулянтной терапии у госпитализированных больных. В статье обсуждаются особенности сепсиса у беременных. Приводятся данные метаанализа 19 исследований, посвященных оценке осложнений и исходов беременности у пациенток с различными коронавирусными инфекциями. Несмотря на осложненное течение беременности, не отмечено ни одного случая вертикальной передачи вирусной инфекции. В патогенезе тяжелых осложнений COVID-19 с формированием тяжелого острого респираторного дистресс-синдрома, полиорганной дисфункции ведущую роль играют супервоспаление и цитокиновый шторм. В статье в связи с вирусным сепсисом обсуждается роль гемофагоцитарного лимфогистиоцитоза как гипервоспалительного синдрома, характеризуемого фульминантной и фатальной гиперцитокинемией с полиорганной недостаточностью, роль гиперферритинемии в прогнозировании исходов тяжелого сепсиса. Обсуждаются группы пациентов высокого риска развития летальных исходов, а также необходимость антикоагулянтной и антицитокиновой терапии у больных COVID-19

Fragmentation and Multifragmentation of 10.6A GeV Gold Nuclei

We present the results of a study performed on the interactions of 10.6A GeV gold nuclei in nuclear emulsions. In a minimum bias sample of 1311 interac- tions, 5260 helium nuclei and 2622 heavy fragments were observed as Au projec- tile fragments. The experimental data are analyzed with particular emphasis of target separation interactions in emulsions and study of criticalexponents. Multiplicity distributions of the fast-moving projectile fragments are inves- tigated. Charged fragment moments, conditional moments as well as two and three -body asymmetries of the fast moving projectile particles are determined in terms of the total charge remaining bound in the multiply charged projectile fragments. Some differences in the average yields of helium nuclei and heavier fragments are observed, which may be attributed to a target effect. However, two and three-body asymmetries and conditional moments indicate that the breakup mechanism of the projectile seems to be independent of target mass. We looked for evidence of critical point observable in finite nuclei by study the resulting charged fragments distributions. We have obtained the values for the critical exponents gamma, beta and tau and compare our results with those at lower energy experiment (1.0A GeV data). The values suggest that a phase transition like behavior, is observed.Comment: latex, revtex, 28 pages, 12 figures, 3tables, submitted to Europysics Journal

Фактор фон Виллебранда и миелопероксидаза как лабораторные предикторы выживаемости при тяжелом течении COVID-19

Background. The severe acute respiratory syndrome of the SARS-CoV-2 virus-mediated coronavirus disease 2019 (COVID-19) highlighted the central role of immunothrombosis. Severe endothelial damage with the release of unusually large multimers of von Willebrand factor (vWF) and subsequent consumption of ADAMTS-13 is described during severe COVID-19. The activation of innate immune cells among which neutrophils contribute to the formation of extracellular neutrophil traps (NETs) and to the release of myeloperoxidase (MPO) potentially contributing to the spread of inflammation and microvascular thrombosis. Objective to evaluate the ability of vWF, ADAMTS-13 and MPO to predict in-hospital mortality in severe COVID-19 patients needing mechanical ventilation. Methods. We performed a one-center observational study of 79 severe COVID-19 patients entering intensive care unit for mechanical ventilation, examining vWF, ADAMTS-13 and MPO among other potential predictors for in-hospital death. Results. After multivariate analysis, vWF antigen (vWF:Ag) and MPO antigen (MPO:Ag) were finally the single two parameters which increasing values were independently associated with non-survival; vWF:Ag (U/dL): adjusted OR 3.360, 95% CI 1.5627.228, p = 0.0019; MPO:Ag (ng/ml): adjusted OR 1.062, 95% CI 1.0241.101, p = 0.0011. From these results a simplified mortality score was derived and patients categorized as having a score value higher or lower that the median value of the score: a high score value was associated with a lower cumulative survival rate (p 0.0001), 50% of the cases being dead at day 13 post-hospital admission. Conclusions. In severe COVID-19 necessitating mechanical ventilation, increasing values of MPO activity and of vWF antigen tested at admission are associated with poor survival.Обоснование. Тяжелый острый респираторный синдром, запускаемый вирусом SARS-CoV-2, обозначил центральную роль в патогенезе иммунотромбоза. При тяжелом течении COVID-19 описано массивное повреждение эндотелия с высвобождением большого количества мультимеров фактора фон Виллебранда (vWF) и последующим потреблением ADAMTS-13. Активация клеток врожденного иммунитета, в том числе нейтрофилов, приводит к образованию нейтрофильных внеклеточных ловушек (NETs) и высвобождению миелопероксидазы (МПО), что, в свою очередь, способствует распространению процессов воспаления и тромбоза в микрососудистом русле. Цель оценить прогностическую ценность концентрации vWF, ADAMTS-13 и MПO в отношении внутрибольничной смертности у пациентов с тяжелой формой COVID-19, нуждающихся в искусственной вентиляции легких (ИВЛ). Методы. Проведено одноцентровое наблюдательное исследование с участием 79 пациентов с тяжелым течением COVID-19, находившихся в отделении интенсивной терапии на ИВЛ. У всех пациентов определялись концентрации vWF, ADAMTS-13 и MПO в сыворотке крови, а также другие показатели потенциальные предикторы внутрибольничной смертности. Результаты. Путем проведения многофакторного анализа было показано, что увеличение концентрации таких маркеров, как антиген vWF (vWF:Aг) и MПO человека (MПO:Aг), достоверно и независимо связано с высокой вероятностью смертности; vWF:Aг (ЕД/дл): скорректированное ОШ 3,360; 95%-й ДИ 1,5627,228; р = 0,0019; MПO:Aг (нг/мл): скорректированное ОШ 1,062; 95%-й ДИ 1,0241,101; р = 0,0011. На основании этих результатов был получен упрощенный показатель смертности, и пациенты были классифицированы как имеющие значения данного показателя выше или ниже медианного: высокое значение показателя было связано с более низкой кумулятивной выживаемостью (p 0,0001), в 50% случаев смерть наступала на 13-е сут госпитализации. Выводы. При тяжелом течении COVID-19, требующем ИВЛ, повышенные концентрации МПО и vWF на момент поступления коррелируют с плохой выживаемостью

COVID-19, нарушения гемостаза и риск тромботических осложнений

The spread of a new coronavirus infection worldwide since the end of 2019 has becomes a pandemic. Thrombotic complications are the leading cause of death in this disease. After entering the human body, the virus starts a cascade of reactions leading to the development of a cytokine storm, activation of all parts of the hemostasis and complement systems and other changes that result in disturbances in the circulation system with the development of multiple organ failures. Numerous studies have shown that a predictor of a severe course of COVID-19 is a sharp increase of D-dimer concentration in the blood and rise of some other markers of hemostasis activation. Based on the pathogenesis, the developed schemes for the prevention and treatment of COVID-19 severe complications include low molecular weight heparins (LMWH) which are also recommended for an outpatient COVID-19 patient. The prescription of low molecular weight heparin, the duration of their use and doses should be decided on the basis of a risk assessment of factors for each individual patient in combination with laboratory monitoring.Распространение новой коронавирусной инфекции по всему миру с конца 2019 г. превратилось в пандемию. Тромботические осложнения являются ведущей причиной смерти при этом заболевании. После попадания в организм человека вирус запускает каскад реакций, приводящих к развитию цитокинового шторма, активации всех звеньев системы гемостаза и комплемента, другим изменениям, приводящим к нарушениям в системе кровообращения с развитием полиорганных нарушений. Многочисленные исследования показали, что предиктором тяжелого течения заболевания является резкое повышение концентрации D-димера в крови и некоторых других маркеров активации гемостаза. Исходя из патогенеза, разработанные схемы профилактики и лечения тяжелых осложнений COVID-19 включают низкомолекулярные гепарины, которые также рекомендуют для применения в амбулаторных условиях. Назначение низкомолекулярных гепаринов, длительность их применения и дозы должны определяться на основе оценки факторов риска для каждого отдельного пациента в сочетании с лабораторным мониторингом

COVID-19 and thrombotic microangiopathy [COVID-19 и тромботическая микроангиопатия]

As shown by numerous studies conducted during the pandemic, the severe course of COVID-19 is accompanied by multiple organ failure. Cytokine storm, hypercoagulation, complement hyperactivation and other arms comprise the overall picture of the pathogenesis of the severe disease course. The frequent diagnosis of multiple microvascular thrombosis in lung, heart, and kidneys, as well as the presence of platelet-fibrin thrombi there and signs of terminal organ damage, suggest a possible involvement of thrombotic microangiopathy (TMA) in the development of multiple organ failure. In this regard, it is especially important to timely diagnose TMA and start pathogenetic therapy. These measures can significantly reduce mortality due to the novel disease. Heparins and direct oral anticoagulants are the mainstay for prevention and treatment of venous thromboembolism in patients with COVID-19, but their effectiveness in the presence of TMA is questionable. It has been proven that anticoagulants use in critically ill patients with COVID-19 for prevention of large vessel thrombosis is effective, but their role in the prevention of microthrombosis is not clear. Here we review the currently available information on thrombotic microangiopathy, as well as a review of literature data describing TMA-like conditions in COVID-19, discuss potential pathophysiology of the condition development and proposed therapeutic approaches. © Obstetrics, Gynecology and Reproduction 2021

Влияние различных видов антикоагулянтной терапии на снижение летальности при COVID-19

Coronavirus disease 2019 (COVID-19) is a viral infection that, in severe course, leads to the development of a cytokine storm, systemic inflammatory response and coagulopathy. Unlike other sepsis-associated disseminated intravascular coagulopathy, COVID-19 induced coagulopathy is realized mainly in thrombosis. Researchers around the world are currently developing adequate diagnostic, monitoring and anticoagulant therapy approaches to safely and effectively manage patients with severe COVID-19. The need to develop laboratory monitoring is due to the fact that 20% of patients have changes in hemostasis indicators, while in patients with a severe form of the disease, they are present in 100% of cases. In case of deaths from COVID-19, there is an increase in the concentration of D-dimer and fibrinogen degradation products. Thus, the severity of hemostasis disorders has an important prognostic value. Anticoagulant therapy is included in the list of all recommendations as an effective means of reducing mortality from COVID-19. The questions of the recommended groups and doses of anticoagulant drugs are still open. The approach to the choice of an anticoagulant should be based not only on risk factors, characteristics of the course of the disease, anamnesis, but also on the wishes of the patient during long-term therapy at the post-hospital stage.Коронавирусная инфекция 2019 (COVID-19) вирусная инфекция, при тяжелом течении приводящая к развитию цитокинового шторма, системного воспалительного ответа, коагулопатии. В отличие от других сепсис-ассоциированных состояний диссеминированного внутрисосудистого свертывания (ДВС), ковид-ассоциированная коагулопатия реализуется преимущественно в тромбозы. Исследователи во всем мире в настоящее время разрабатывают адекватные подходы к диагностике, мониторингу и антикоагулянтной терапии для безопасного и эффективного ведения пациентов с тяжелыми формами COVID-19. Необходимость разработки лабораторного мониторинга обусловлена тем, что у 20% пациентов имеются выраженные изменения показателей гемостаза, при этом у пациентов с тяжелой формой заболевания они присутствуют в 100% случаев. При летальных исходах COVID-19 отмечается выраженное повышение концентрации D-димера и продуктов деградации фибриногена. Таким образом, степень выраженности нарушений гемостаза имеет важное прогностическое значение. Антикоагулянтная терапия внесена в перечень всех рекомендаций как эффективное средство снижения летальности от COVID-19. По-прежнему открытым остаются вопросы рекомендуемых групп и доз антикоагулянтных препаратов. Подход к выбору антикоагулянта должен быть основан не только на факторах риска, особенностях течения заболевания, анамнеза, а также на пожеланиях пациента при длительной терапии на постгоспитальном этапе