Copper and Its Complexes in Medicine: A Biochemical Approach

The fundamental role of copper and the recognition of its complexes as important bioactive compounds in vitro and in vivo aroused an ever-increasing interest in these agents as potential drugs for therapeutic intervention in various diseases. The vast array of information available for their bioinorganic properties and mode of action in several biological systems, combined with the new opportunities offered by the flourishing technologies of medicinal chemistry, is creating an exciting scenario for the development of a novel generation of highly active drugs with minimized side effects which could add significantly to the current clinical research and practice. In this paper we attempt to summarize all the available-to-date information on these issues

Oxidized low-density lipoproteins upregulate proline oxidase to initiate ROS-dependent autophagy

Epidemiological studies showed that high levels of oxidized low-density lipoproteins (oxLDLs) are associated with increased cancer risk. We examined the direct effect of physiologic concentrations oxLDL on cancer cells. OxLDLs were cytotoxic and activate both apoptosis and autophagy. OxLDLs have ligands for peroxisome proliferator-activated receptor gamma and upregulated proline oxidase (POX) through this nuclear receptor. We identified 7-ketocholesterol (7KC) as a main component responsible for the latter. To elucidate the role of POX in oxLDL-mediated cytotoxicity, we knocked down POX via small interfering RNA and found that this (i) further reduced viability of cancer cells treated with oxLDL; (ii) decreased oxLDL-associated reactive oxygen species generation; (iii) decreased autophagy measured via beclin-1 protein level and light-chain 3 protein (LC3)-I into LC3-II conversion. Using POX-expressing cell model, we established that single POX overexpression was sufficient to activate autophagy. Thus, it led to autophagosomes accumulation and increased conversion of LC3-I into LC3-II. Moreover, beclin-1 gene expression was directly dependent on POX catalytic activity, namely the generation of POX-dependent superoxide. We conclude that POX is critical in the cellular response to the noxious effects of oxLDL by activating protective autophagy

Lipid accumulation and dendritic cell dysfunction in cancer

Professional antigen presenting cells, dendritic cells (DC) are responsible for initiation and maintenance of immune responses. Here, we report that a substantial proportion of DCs in tumor-bearing mice and cancer patients have increased levels of triglycerides. Lipid accumulation in DCs was caused by increased uptake of extracellular lipids due to up-regulation of scavenger receptor A. DCs with high lipid content were not able to effectively stimulate allogeneic T cells or present tumor-associated antigens. DCs with high and normal lipid levels did not differ in expression of MHC and co-stimulatory molecules. However, lipid-laden DCs had reduced capacity to process antigens. Pharmacological normalization of lipid levels in DCs with an inhibitor of acetyl-CoA carboxylase restored the functional activity of DCs and substantially enhanced the effects of a cancer vaccine. These findings support the regulation of immune responses in cancer by manipulation of lipid levels in DCs

Development of an educational research software with advisory role in the clinicobiochemical evaluation of amenorrhea

Introduction: Amenorrhea is a symptom of a variety of disorders and dysfunctions. Historically, there have been many practical difficulties associated with the diagnosis of amenorrhea due to the complex nature of the ovaries, pituitary gland and hypothalamus. Purpose: To develop a free, simple stand alone educational research software (ERS) to assist the education of clinicians and laboratorians (or undergraduate students) with regard to the clinicobiochemical evaluation of amenorrhea. Μaterials and methods: The software was designed using: a) Microsoft Windows as operating system, b) C# .NET (4.0) as software component (plug-in), and c) C# (C Sharp) as (object-oriented) programming language. It can be distributed on Compact Disk (CD) and be run on any Personal Computer (PC) on Windows. Results: The developed (ERS) -which we have called ERSA v.1.0 - does not require comprehensive skills and expertise in computers. Its educational benefits (common reasons for use) include activating motivation, stimulating recall of the prerequisite material, providing learning guidance and feedback (interactivity), usability outside timetabled course, and competency assessment. Conclusions: The free ERSA v.1.0 could be a practical digital teaching tool for supporting the clinicobiochemical education. Future research should continue so as to evaluate and improve its accuracy, appropriateness, and usability by healthcare students or professionals

Intrinsic Activity of MnOx-CeO2 Catalysts in Ethanol Oxidation

MnOx-CeO2 mixed oxides are considered efficient oxidation catalysts superior to the corresponding single oxides. Although these oxides have been the subject of numerous studies, their fundamental performance indicators, such as turnover frequency (TOF) or specific activity, are scarcely reported. The purpose of the present work is to investigate the effect of catalyst composition on the concentration of active sites and intrinsic activity in ethanol oxidation by the employment of temperature-programmed desorption and oxidation of isotopically-labelled ethanol, 12CH313CH2OH. The transformation pathways of preadsorbed ethanol in the absence of gaseous oxygen refer to dehydrogenation to acetaldehyde followed by its dissociation combined with oxidation by lattice oxygen. In the presence of gaseous oxygen, lattice oxygen is rapidly restored and the main products are acetaldehyde, CO2, and water. CO2 forms less easily on mixed oxides than on pure MnOx. The TOF of ethanol oxidation has been calculated assuming that the amount of adsorbed ethanol and CO2 produced during temperature-programmed oxidation (TPO) is a reliable indicator of the concentration of the active sites

Oxidants and antioxidants in human plasma - laboratory and clinical investigation

OBJECTIVES: Oxidative stress is involved in the pathobiochemistry of many diseases. The aim of the present study was to estimate the extent of oxidative stress in patients with a) vascular disease and b) breast or ovarian cancer by analyzing markers of oxidative status and to evaluate their potential clinical significance. DESIGN AND METHOD: The study was conducted on : a) 50 patients with vascular disease and 50 healthy individuals. Oxidative stress was assessed by copper-induced lipid oxidation described in terms of ‘lag-time’ (t LAG) and maximal rate of accumulation of absorbing products ‘RA’, determination of total antioxidant status (TAS), and serum antioxidants (albumin, uric acid, transferrin, billlirubin). LDL-cholesterol and HDL were also estimated b) 32 patients with breast or ovarian cancer and 30 healthy individuals. Oxidative stress was evaluated by copper-induced lipid oxidation and determination of oxidized LDL (oxLDL) and anti-oxLDL autoantibodies. LDL-cholesterol and HDL were co-estimated. RESULTS: The results indicated: a) a decrease of t LAG and albumin levels in patients as compared to controls. t LAG was negatively correlated with RA in both patients and controls. RA and LDL-cholesterol did not differ between the two groups. HDL-cholesterol was decreased in patients in comparison to controls. There is statistically significant evidence that low albumin serum levels are associated with increased risk of vascular disease b) higher levels of oxLDL among both breast and ovarian cancer patients as compared to the control subjects. Additionally in patients with breast cancer, serum total cholesterol, LDL-cholesterol, anti-oxLDL antibodies and RA were increased in comparison to controls.There is statistically significant evidence that serum oxLDL levels are associated with increased risk of breast and ovarian cancer. CONCLUSIONS: The results support the contribution of oxidative stress in vascular disease and breast or ovarian cancer. Significant alterations in serum oxidizability and low albumin serum levels were found in patients with vascular disease and a significant correlation of oxLDL and malignancy was found in patients with breast or ovarian cancer.ΕΙΣΑΓΩΓΗ-ΣΚΟΠΟΣ: Το οξειδωτικό stress ενέχεται στην παθοβιοχημεία πολλών ασθενειών. Ο σκοπός της παρούσας μελέτης ήταν η εκτίμηση του οξειδωτικού stress σε ασθενείς με: α) αγγειοπάθεια β) καρκίνο του μαστού ή των ωοθηκών μέσω του προσδιορισμού δεικτών του οξειδωτικού status καθώς και η εκτίμηση της πιθανής κλινικής τους σημασίας. ΥΛΙΚΑ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΙ: Η μελέτη διεξήχθηκε σε : α) 50 ασθενείς με αγγειοπάθεια και 50 μάρτυρες. Το οξειδωτικό stress εκτιμήθηκε μέσω της επαγόμενης από χαλκό λιπιδικής υπεροξείδωσης, η οποία προσδιορίζεται με τις παραμέτρους «λανθάνων χρόνος» (t LAG) και «ρυθμός ανόδου» (RA), του προσδιορισμού της ολικής αντιοξειδωτικής κατάστασης (TAS) και αντιοξειδωτικών του ορού (αλβουμίνης, ουρικού οξέος, τρανσφερρίνη, χολερυθρίνη). Επίσης, μετρήθηκε η ολική, LDL και HDL χοληστερόλη β) 32 ασθενείς με καρκίνο του μαστού ή των ωοθηκών και 30 μάρτυρες. Το οξειδωτικό stress εκτιμήθηκε μέσω της επαγόμενης από χαλκό λιπιδικής υπεροξείδωσης και του προσδιορισμού των οξειδωμένων LDL (oxLDL) καθώς και των αντι-oxLDL αυτοαντισωμάτων. Επίσης, μετρήθηκε η ολική, LDL και HDL χοληστερόλη. ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ: Τα αποτελέσματα έδειξαν: α) ελάττωση του t LAG και των επιπέδων της αλβουμίνης στους ασθενείς συγκριτικά με τους μάρτυρες. Ο t LAG είχε αρνητική συχέτιση με τον RA τόσο στους ασθενείς όσο και στους μάρτυρες. Ο RA και η LDL χοληστερόλη δε διέφεραν μεταξύ των 2 ομάδων. Η HDL χοληστερόλη ήταν ελαττωμένη στους ασθενείς συγκριτικά με τους μάρτυρες, ενώ τα χαμηλά επίπεδα της αλβουμίνης συσχετίζονται με αυξημένο κίνδυνο εμφάνισης αγγειοπάθειας β) αυξημένα επίπεδα oxLDL μεταξύ των ασθενών με καρκίνο του μαστού και των ωοθηκών συγκριτικά με τους μάρτυρες. Επιπρόσθετα, στους ασθενείς με καρκίνο του μαστού, η ολική χοληστερόλη, η LDL χοληστερόλη, τα αντι-oxLDL αντισώματα και ο RA ήταν σε αυξημένα επίπεδα συγκριτικά με τους μάρτυρες, ενώ τα υψηλά επίπεδα oxLDL στον ορό συσχετίζονται με αυξημένο κίνδυνο εμφάνισης καρκίνου του μαστού ή των ωοθηκών. ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ: Τα αποτελέσματα υποστηρίζουν τη συμμετοχή του οξειδωτικού stress στην περιφερική αγγειοπάθεια και στον καρκίνο του μαστού ή των ωοθηκών. Αυξημένη λιπιδική υπεροξείδωση in vitro και χαμηλά επίπεδα αλβουμίνης βρέθηκαν στους ασθενείς με αγγειοπάθεια, ενώ σημαντική συσχέτιση μεταξύ των επιπέδων oxLDL και κακοήθειας βρέθηκε στους ασθενείς με καρκίνο του μαστού ή των ωοθηκών

Complete volatile organic compounds oxidation over metal oxides catalysts

Volatile organic compounds (VOC) are major air pollutants emitted from various sources. Catalytic combustion is one important technology for eliminating VOC emissions, as it takes place at temperatures lower than those required for thermal incineration. Noble metal (Pt, Pd) catalysts, supported on Al2O3 or other oxides are considered as state-of the art catalysts in VOC combustion. The development of catalysts with higher activities and lower cost compared to noble metal catalysts is the aim of many research activities in this field.The present thesis deals with the investigation of catalytic properties of CuO-CeO2 and MnOx–CeO2 catalysts, in the oxidation of ethanol, ethyl acetate and toluene. Catalysts were prepared via the urea-nitrate combustion method and via the citric acid route. The activity and the stability of catalysts, as well as their tolerance in the presence of CO2 and Η2Ο in the feed, were examined. The catalysts were characterized by: a) N2 adsorption, b) X-ray diffraction, c) electron microscopy, d) X-ray photoelectron spectroscopy and e) temperature-programmed dynamic tests. Additionally, kinetic studies were performed over selected CuO-CeO2 samples.The specific surface area of the catalysts prepared via the citric acid route is higher than the one of the catalysts prepared with the combustion method. XRD patterns of Cu-Ce catalysts show only broad peaks of CeO2 and no peaks of copper oxide phases for catalysts with atomic ratio Cu/(Ce + Cu) < 0.75. Similar results were obtained in the case of Mn-Ce catalysts. In the case of pure MnOx prepared via the combustion method all diffraction peaks can be attributed to Mn2O3, while in the case of pure MnOx prepared via the citric acid route all reflections are characteristic of the Mn3O4 phase.The H2 consumption during H2-TPR experiments is significantly larger than the theoretical values corresponding to reduction of MnOx or CuO. This implies that reduction of CeO2 to Ce2O3 takes place along with the reduction of manganese or copper ions. It has to be mentioned that no reduction peaks were observed for pure CeO2 at temperatures below 600oC, which is indicative of the strong interaction existing between CuO or MnOx and CeO2 in the mixed catalysts. Theiiiivreduction of mixed oxide catalysts commences at lower temperatures compared to pure oxides and takes place over a rather broad temperature range.The best catalytic performance among Cu-Ce catalysts was found for the Cu0.15Ce0.85 sample. In the case of Mn-Ce catalysts, the situation is more complicated. Among Mn-Ce catalysts prepared via the combustion method, Mn0.50Ce0.50 is the catalyst with the highest catalytic activity, while among the catalysts prepared via the citric acid route the catalytic performance depends on the kind of VOC. The temperature range in which the most active catalysts achieve complete VOC conversion to CO2 is 230-260oC, where the lower temperature corresponds to ethanol and the upper one to toluene. The specific activity of all mixed Cu-Ce and Mn-Ce catalysts is lower than the one of pure oxide catalysts. This is in agreement with ethanol adsorption experiments, where it was observed that pure oxides adsorb larger quantities of ethanol compared to mixed oxides. Moreover, oxidation of adsorbed ethanol oxidation takes place at lower temperatures over the pure oxides.Kinetic experiments showed that ethanol oxidation to CO2 takes place via the intermediate formation of acetaldehyde. In the case of ethyl acetate oxidation, ethanol, acetaldehyde and small quantities of acetic acid are the intermediate products. The presence of ethanol and acetic acid as intermediate products indicates that the first step of ethyl acetate oxidation is its “hydrolysis” towards the corresponding alcohol and acid compounds. On the other hand, no intermediate products are found in the case of toluene oxidation.Οι πτητικές οργανικές ενώσεις ( VOCs) είναι σημαντικοί αέριοι ρύποι που εκπέμπονται από πλήθος διεργασιών. Η καταλυτική οξείδωση αποτελεί κύρια μέθοδο κατεργασίας αέριων αποβλήτων που περιέχουν VOCs καθώς απαιτεί χαμηλότερες θερμοκρασίες απ’ ότι η θερμική τους καύση. Οι τυπικοί καταλύτες οξείδωσης VOC είναι Pt ή Pd υποστηριγμένα σε Al2O3. Η ανάπτυξη καταλυτών υψηλότερης ενεργότητας και χαμηλότερου κόστους σε σύγκριση με τους καταλύτες ευγενών μετάλλων αποτελεί κύριο ερευνητικό στόχο στο εν λόγω πεδίο.Στην παρούσα εργασία μελετήθηκε η οξείδωση τριών αντιπροσωπευτικών οργανικών ενώσεων (αιθανόλη, οξικός αιθυλεστέρας και τολουόλιο) σε καταλύτες CuO-CeO2 και MnOx–CeO2 που παρασκευάστηκαν με δύο διαφορετικές μεθόδους: την μέθοδο της καύσης και τη μέθοδο του κιτρικού οξέος. Σε κάθε περίπτωση εξετάστηκε η ενεργότητα και η σταθερότητα των καταλυτών καθώς επίσης και η ανθεκτικότητά τους στην παρουσία CO2 και Η2Ο στην τροφοδοσία. Για το χαρακτηρισμό των καταλυτών χρησιμοποιήθηκαν οι ακόλουθες τεχνικές: α) ρόφηση Ν2, β) περίθλαση ακτίνων-Χ, γ) ηλεκτρονική μικροσκοπία, δ) φασματοσκοπία φωτοηλεκτρονίων ακτίνων Χ και ε) δυναμικά πειράματα με προγραμματισμό θερμοκρασίας. Επιπλέον, κινητικές μελέτες για την οξείδωση της αιθανόλης πραγματοποιήθηκαν σε επιλεγμένα δείγματα.Οι τιμές της ειδικής επιφάνειας των καταλυτών που παρασκευάσθηκαν με τη μέθοδο του κιτρικού οξέος είναι σε κάθε περίπτωση υψηλότερες από τις αντίστοιχες τιμές των καταλυτών που παρασκευάσθηκαν με τη μέθοδο της καύσης. Οι μετρήσεις XRD έδειξαν πως μεταξύ των μικτών καταλυτών CuO-CeO2, για ατομικoύς λόγους Cu/(Cu+Ce)<0.75 η μόνη ανιχνεύσιμη κρυσταλλική φάση είναι αυτή του CeO2, ενώ στον καταλύτη Cu0.75Ce0.25 εμφανίζεται και η κρυσταλλική φάση του CuO. Ανάλογη εικόνα εμφανίζουν και οι καταλύτες ΜnΟx-CeΟ2. Στην περίπτωση του καθαρού οξειδίου του μαγγανίου, ανιχνεύθηκε η φάση του Mn2O3 για το δείγμα που παρασκευάσθηκε με τη μέθοδο της καύσης και η φάση του Mn3O4 για αυτό που παρασκευάσθηκε με τη μέθοδο του κιτρικού οξέος.iΑπό τα πειράματα Η2-TPR προέκυψε υψηλότερη κατανάλωση Η2 από τις αντίστοιχες θεωρητικές τιμές για την αναγωγή του CuO ή του ΜnΟx, η οποία οφείλεται σε ταυτόχρονη αναγωγή μέρους του CeO2 σε Ce2O3 σε όλους τους καταλύτες. Θα πρέπει να σημειωθεί πως στο καθαρό CeO2 δεν παρατηρήθηκε κατανάλωση Η2 σε θερμοκρασία κάτω από τους 600οC γεγονός που δείχνει ότι υπάρχει ισχυρή αλληλεπίδραση ειδών CuO ή MnOx με το CeO2. Όσον αφορά τη θερμοκρασία αναγωγής των καταλυτών, τα πειράματα Η2-TPR έδειξαν ότι στα μεικτά οξείδια η αναγωγή ξεκινά από χαμηλότερες θερμοκρασίες και λαμβάνει χώρα σε μια ευρεία περιοχή θερμοκρασιών.Τη βέλτιστη καταλυτική ενεργότητα μεταξύ των καταλυτών Cu-Ce, ως προς την πλήρη καύση των VOCs σε CO2, εμφανίζει το Cu0.15Ce0.85. Μεταξύ των καταλυτών Mn-Ce, η εικόνα είναι πιο περίπλοκη καθώς το Mn0.5Ce0.5 είναι πιο δραστικό μεταξύ των καταλυτών που παρασκευάσθηκαν με τη μέθοδο της καύσης, ενώ μεταξύ αυτών που παρασκευάσθηκαν με τη μέθοδο του κιτρικού οξέος ο βέλτιστος καταλύτης ποικίλει ανάλογα με το είδος του προς οξείδωση μορίου. Η θερμοκρασιακή περιοχή στην οποία ολοκληρώνεται η καύση των οργανικών ενώσεων στους βέλτιστους καταλύτες είναι, 230-260οC, όπου η χαμηλότερη τιμή αναφέρεται στην καύση της αιθανόλης και η υψηλότερη στην καύση του τολουολίου. Η ενεργότητα των μελετηθέντων καταλυτών είναι αντίστοιχη αυτής των καταλυτών Pt. Η ειδική ενεργότητα των μεικτών καταλυτών Cu-Ce και Mn-Ce είναι μικρότερη από αυτή των αντίστοιχων καθαρών οξειδίων. Αυτό οφείλεται στους ακόλουθους δύο παράγοντες: (α) τα μικτά οξείδια ροφούν μικρότερες ποσότητες αιθανόλης ανά m2 και (β) η οξείδωση της ροφημένης αιθανόλης πραγματοποιείται σε μεγαλύτερες θερμοκρασίες.Τα κινητικά πειράματα έδειξαν πως η οξείδωση της αιθανόλης προς CO2 πραγματοποιείται μέσω του ενδιάμεσου βήματος σχηματισμού της ακεταλδεΰδης. Κατά την οξείδωση του οξικού αιθυλεστέρα παρατηρήθηκαν ως ενδιάμεσα προϊόντα αιθανόλη, ακεταλδεΰδη και μικρές ποσότητες οξικού οξέος, Το αρχικό βήμα της αντίδρασης είναι η υδρόλυση του οξικού αιθυλεστέρα σε αιθανόλη και οξικό οξύ. Στην περίπτωση του τολουολίου, από την άλλη πλευρά, δεν παρατηρήθηκε η παραγωγή ενδιάμεσων προϊόντων

Ανάπτυξη διαδικτυακού συστήματος ιατρικών πληροφοριών για την ενημέρωση των πολιτών

Στην εργασία αυτή παραθέτουμε τη διαδικασία ανάπτυξης ενός διαδικτυακού συστήματος ιατρικών πληροφοριών για την ενημέρωση των πολιτών με σύστημα διαχείρισης περιεχομένου ανοικτού κώδικα που επιτρέπει την πληροφόρηση των πολιτών αλλά και την ανταλλαγή μηνυμάτων μεταξύ χρηστών αλλά και σύστημα σχολιασμού και πρόσβασης σε ενημερωτικές πληροφορίες.We depict the development of a web system for medical and health information using Open Source Content Management System that helps citizens to have access to updated and latest information about Medical News and articles by category in multiple languages and with the ability of messaging between all users, commenting system and quick information to useful medical and health resources

Oxidized LDL, serum oxidizability and serum lipid levels in patients with breast or ovarian cancer

Objectives: The aim of this study was to evaluate the extent of oxidative stress in patients with breast or ovarian cancer by analyzing the magnitude of serum oxidizability and the involvement of oxidized low-density lipoproteins (oxLDL) in the disease. Design and methods: The study was conducted on 32 patients diagnosed with breast or ovarian cancer but who had not undergone any kind of treatment and 30 healthy individuals of similar age. The evaluation of oxidative stress was assessed by: (a) the ex-vivo susceptibility of serum lipids to oxidation and (b) the detection of oxLDL and anti-oxLDL autoantibodies. Total cholesterol, LDL-cholesterol and HDL-cholesterol were co-estimated. Results: The results indicated that the levels of oxLDL were increased among both breast and ovarian cancer patients as compared to the control subjects. Additionally in patients with breast cancer, serum total cholesterol, LDL-cholesterol, anti-oxLDL antibodies and the maximal rate of diene formation (RA), the index of oxidizable components load, were increased in comparison to controls. There is statistically significant evidence that serum oxLDL levels are associated with increased risk of breast and ovarian cancer. Conclusions: The findings exhibit a correlation between oxLDL and malignancy, supporting the contribution of oxidative stress to carcinogenesis and the possible involvement of oxLDL in the process of malignancy. The clinical evaluation of the oxLDL measurement is under investigation. © 2007 The Canadian Society of Clinical Chemists