Hidrogélek kölcsönhatása biológiai szempontból jelentős vegyületekkel = Interaction of hydrogels with biologically relevant species in aqueous phase

Az orvosbiológiai és elválasztástechnikai célokra is elterjedten használt reszponzív polimer alapú rendszerekben az anyagfelvételt és -leadást irányító kölcsönhatásokat még mindig nem ismerjük pontosan. Térhálós poli-N-izopropil-akrilamid (PNIPA) hidrogélek fázisátalakulási tulajdonságait különböző biológiailag releváns ionok, aromás molekulák, aminosavak és protein jelenlétében vizsgálva megállapítottuk, hogy hatásuk nemcsak az oldószer ’jóságának’ módosítására vezethető vissza, hanem anyagi minőségüktől függően speciális kölcsönhatás(oka)t alakíthatnak ki a PNIPA oldalláncával. A kölcsönhatásokat befolyásoló tényezők feltérképezésére komplex megközelítést alkalmaztunk (mikrokalorimetria, NMR, szórási módszerek, duzzadási vizsgálatok, mechanikai tulajdonságok, porozitás, stb.). Az irodalomban elsőként publikáltuk a kölcsönható egységek lehetséges konformációit és az atomi távolságokat. Hidrofób módosításokkal kísérletet tettünk a PNIPA gél több tulajdonságának (mechanikai, szorpciós) javítására. A hőmérsékletérzékeny NIPA származékok mellett pH- és redox-érzékeny poli(aszparaginsav) (PASP) géleket is vizsgáltunk. Kettős reszponzív tulajdonságuk, magas víztartalmuk és mechanikai stabilitásuk orvosbiológiai alkalmazásokban előnyös lehet. Kriogén körülmények között NIPA és PASP alapú szupermikropórusos géleket állítottunk elő. Ezek gyors kinetikájuknak köszönhetően igen ígéretesek a célzott és programozott hatóanyagleadásban. | The majority of thermosensitive gels used in biotechnological applications are either homopolymers or co-polymers of N-isopropylacrylamide (NIPA). These applications are based on the ability of PNIPA hydrogels to adsorb, retain and separate different target molecules. The still poorly understood nature of the interactions with small molecules is a vital indicator in understanding a wide variety of systems of biomedical interest. Our observations based on high-resolution DSC, SANS and solid-state NMR converge to show that small aromatic molecules (SAMs) interact with PNIPA hydrogels not only by altering the average solvent quality of the diluent, but also by specific association with the side-chain groups in the NIPA subunits. The effect is strongly influenced by the substituent(s) of the aromatic ring. The most probable conformations and the interactions on atomic level were specified the first time. The potential improvement of the sorption and mechanic properties of PNIPA by hydrophobic modifications was studied. pH and redox responsive poli(aspartic acid) (PASP) gels were also investigated. Their stimuli sensitive properties along with their high water content and good mechanical stability make disulfide cross-linked PASP hydrogels good candidates for human biological applications. NIPA and PASP based supermacroporous polymers were synthesized also in cryogenic conditions. Due to the fast kinetics they are promising vectors for targeted and time controlled drug delivery

A prospektív emlékezet károsodása szkizofréniában – S és Z alcsoportok

A prospektív emlékezet a célvezérelt viselkedésorganizáció azon alapvetõ rendszere, amely lehetõvé teszi, hogy egy szándékot megõrizzünk, elõhívjunk és a jövõ egy adott idõpontjában meghatározott kontextusban kivitelezzünk. Elgondolásunk szerint szkizofréniában a végrehajtó rendszer mûködési defektusával szoros kapcsolatban a prospektív emlékezeti (PM) mûködés is zavart lehet. Kísérletünkben n=20 szkizofréniával (DSM-IV szerint) diagnosztizált beteg és n=20 nemben, életkorban, iskolai végzettségben illesztett egészséges kontrollszemély vett részt. Vizsgálatunkban a Burgess és munkatársai (2001) által kidolgozott kísérleti eseményalapú PM paradigmát alkalmaztunk 3 kondícióval: alaphelyzet, elvárt helyzet és prospektív helyzet. A kísérlet alaphelyzetében nem voltak PM ingerek, a vizsgálati személyek egyszerû reakcióidõ feladatot hajtottak végre (’ongoing feladat’). Az ún. elvárt helyzetben a vizsgálati személyek az alaphelyzettel megegyezõ ’ongoing feladat’ végzése közben várták a PM ingereket, amelyek azonban a teljes feladatszakasz során sem jelentkeztek. A harmadik, ún. prospektív helyzet az elvárt helyezettõl abban különbözött, hogy itt a semleges ingerek között valóban meg is jelentek a PM ingerek. A szkizofréniával diagnosztizált személyek teljesítményét teljes csoport szinten vizsgálva megállapítható, hogy a betegek nem követtek el lényegesen több hibát az ún. prospektív helyzet PM feladatában, mint a kontrollszemélyek, viszont az alaphelyzetben és a prospektív helyzetben is szignifikánsan lassúbbak voltak, mint az egészséges kontrollcsoport. A betegcsoportnak prospektív helyzetben az alaphelyzethez viszonyítva szignifikánsan több idõre volt szüksége a helyes válaszok megadásához, mint az egészséges személyeknek, ami az ellenõrzési kontrollfolyamatok zavarának lehet az egyik következménye. A szkizofréniával diagnosztizált csoporton belül a Szendi és munkatársai (2010) által kialakított felosztás alapján megállapított S és Z alcsoportok eredményeit külön vizsgálva azt tapasztaltuk, hogy prospektív memóriadeficit nem általános a betegek között, csak a kedvezõtlenebb, S alcsoport esetében jelentkezik. A kedvezõbb, Z alcsoport prospektív emlékezeti teljesítménye nem tér el az egészséges kontrollszemélyektõl

Double Dissociation of Explicit and Implicit Learning Performances in Neurocognitive Subgroups of Schizophrenia

INTRODUCTION Mapping cognitive functions in schizophrenia is important for approaching the etiological background of the disease.\ud OBJECTIVES To examine the explicit and the implicit learning processes with experimental psychological methods in neurocognitive subgroups identified by us earlier (Szendi et al, 2010). AIMS: To find substantial cognitive differences between the neurocognitive subgroups METHODS Patients with schizophrenia (n=19) and matched healthy control persons (n=11) participated in the study. The patients were recruited randomly from the patient pool which constitued the subject base for the original clustering process, we enrolled n=9 patients from the cluster S, and n=10 from the cluster Z. Besides the comprehensive neuropsychiatric assessment, the explicit learning performances were tested by a verbal learning task, while the implicit learning by the Alternating Serial Reaction Time Task. RESULTS While the whole group of patients did not differ from the healthy persons regarding either the explicit or the implicit memory tasks, the performances of the two subgroups of patients showed a double dissociation in these tasks. Whereas patients belonging to cluster S could recall significantly less words in the explicit cued recall test after the word-list learning than patients in cluster Z (and the healthy persons), the performance of patients in cluster Z in the implicit sequence-specific learning fell behind the cluster S (and the healthy group). CONCLUSIONS The double dissociation of explicit and implicit memory's impairments suggests that the neurocognitive background of the two subgroups of schizophrenia (S vs Z) might substantially differ from each other

Explicit és implict tanulási teljesítmények kettõs disszociációja szkizofréniában

Jelen kutatás célja az volt, hogy az explicit (deklaratív) és implicit (nem-tudatos) tanulási folyamatokat vizsgálja szkizofréniában neuropszichológiai kísérleti módszerekkel. A vizsgálatban szkizofréniával DSM-IV szerint diagnosztizált betegek (n=19) és hozzájuk nemben, életkorban és iskolai végzettségben illesztett egészséges kontrollszemélyek (n=11) vettek részt. A betegek korábbi szisztematikus neurokognitív felmérésük alapján két alcsoportba voltak oszthatók, az ún. S (n=9) és Z (n=10) alcsoportokba (Szendi és mtsai, 2010). A neuropszichológiai állapotfelmérés során a résztvevõk téri-, vizuális- és verbális munkamemória feladatokat hajtottak végre (Corsi Kocka Teszt, Vizuális Mintázat Teszt, számterjedelem- és álszóterjedelem tesztek). A végrehajtó funkciók mûködését a Wisconsin kártyaszortírozási, valamint a kategória- és betûfluencia feladatokkal mértük. Ezt követõen a résztvevõk explicit és implicit tanulási teljesítményét teszteltük. Elõbbi során a résztvevõk két szólistát tanultak, majd 5 perces (matematikai feladattal kitöltött) késleltetést követõen egy hívóingerrel segített felidézési helyzetben kellett elõhívniuk a korábban tanult szavakat. Az implicit tanulás mérésére az Alternáló Szeriális Reakcióidõ Feladatot (ASRT) használtuk. A feladat során a résztvevõk a számítógép képernyõjének négy lehetséges pontján megjelenõ ingereket láttak. Minden ingerhez tartozott egy gomb a számítógép billentyûzetén; feladatuk az volt, hogy az éppen megjelenõ ingerhez tartozó billentyût a lehetõ leggyorsabban lenyomják. Az ingerek mozgása egy rejtett szekvenciát követett (pl. 2R4R1R3R), ami a vizsgálati személy számára nem tudatosult. A tanulási teljesítményt a szekvencia és a random elemek reakcióidõ különbsége jelzi. A betegek két alcsoportjának teljesítménye az explicit emlékezeti és az implicit szekvencia tanulási feladaton kettõs disszociációt mutatott. Míg a Z alcsoportba tartozó betegek szignifikánsan több szót tudtak felidézni a szólistatanulást követõ, hívóingerrel segített, explicit emlékezeti felidézési helyzetben, addig az implicit szekvencia-specifikus tanulási hatás csak az S alcsoportban volt kimutatható. Az explicit és implicit memória-károsodások kettõs disszociációja arra utal, hogy a két szkizofrénia alcsoport (S vs Z) neurokognitív háttere eltér egymástól

Highly Enhanced Curcumin Delivery Applying Association Type Nanostructures of Block Copolymers, Cyclodextrins and Polycyclodextrins

The limited bioavailability of the highly hydrophobic natural compound, curcumin with wide range of beneficial bioactivity is still a challenge. Self-association type systems of polyethylene oxide-polypropylene oxide-polyethylene oxide block copolymers (Pluronic) were applied to enhance the aqueous solubility of curcumin. Comparison of four Pluronics (94, 105, 127,108) with different compositions led to the conclusion that solubilization capacity is maximum for Pluronic 105 with intermediate polarity (hydrophilic/lipophilic balance (HLB) = 15) possessing the optimum balance between capacity of hydrophobic core of the micelle and hydrophilic stabilizing shell of the associate. Curcumin concentration in aqueous solution was managed to increase 105 times up to 1–3 g/L applying Pluronic at 0.01 mol/L. Formation of a host–guest complex of cyclodextrin as another way of increasing the curcumin solubility was also tested. Comparing the(2-hydroxypropyl)-α, β and γ cyclodextrins (CD) with 6, 7 and 8 sugar units and their polymers (poly-α-CD, poly-β-CD, poly-γ-CD) the γ-CD with the largest cavity found to be the most effective in curcumin encapsulation approaching the g/L range of concentration. The polymer type of the CDs presented prolonged and pH dependent release of curcumin in the gastrointestinal (GI) system modelled by simulated liquids. This retarding effect of polyCD was also shown and can be used for tuning in the combined system of Pluronic micelle and polyCD where the curcumin release was slower than from the micelle

A New Division of Schizophrenia Revealed Expanded Bilateral Brain Structural Abnormalities of the Association Cortices.

The phenomenological and, consequently, pathophysiological heterogeneity of schizophrenia may be substantially decreased by determining etiologically valid subgroups. In a cross-sectional study, we analyzed the brain structural impairments of outpatients with schizophrenia using concurrent subgrouping methods, partly to enhance the extensity of exploration, and partly to estimate the validation of the divisions. High resolution T1-weighted MR images were obtained for 21 patients and 13 healthy controls. Localized gray matter volumetric deficits were defined with optimized voxel-based morphometry. Employing two concurrent methods (i.e., the widely known deficit-non-deficit division vs. the neurocognitive clusters we identified earlier) the patient group was iteratively divided into two subgroups, and their volumetric peculiarities were compared with one another and with healthy controls. Our division revealed more significant differences demonstrating bilateral brain structural deficits, which affected the association cortices, primarily the heteromodal fields and partly the unimodal fields. This is the first study that showed that abnormalities of the association cortices can be bihemispherial and expanded in schizophrenia, even in the cases of outpatients living integrated in society. Our result suggests that the extended association cortex abnormalities could constitute substantial and determining neurological substrates in the phenomenology and aetiopathogenesis of schizophrenia, at least in a subgroup of patients with more unfavorable neurocognitive characteristics

Development of an immunofluorescence assay module for determination of the mycotoxin zearalenone in water

Project Aquafluosense is designed to develop prototypes for a fluorescence-based instrumentation setup for in situ measurements of several characteristic parameters of water quality. In the scope of the project an enzyme-linked fluorescent immunoassay (ELFIA) method has been developed for the detection of several environmental xenobiotics, including mycotoxin zearalenone (ZON). ZON, produced by several plant pathogenic Fusarium species, has recently been identified as an emerging pollutant in surface water, presenting a hazard to aquatic ecosystems. Due to its physico-chemical properties, detection of ZON at low concentrations in surface water is a challenging task. The 96-well microplate-based fluorescence instrument is capable of detecting ZON in the concentration range of 0.09–400 ng/mL. The sensitivity and accuracy of the analytical method has been demonstrated by a comparative assessment with detection by high-performance liquid chromatography and by total internal reflection ellipsometry. The limit of detection of the method, 0.09 ng/mL, falls in the low range compared to the other reported immunoassays, but the main advantage of this ELFIA method is its efficacy in combined in situ applications for determination of various important water quality parameters detectable by induced fluorimerty—e.g., total organic carbon content, algal density or the level of other organic micropollutants detectable by immunofluorimetry. In addition, the immunofluorescence module can readily be expanded to other target analytes if proper antibodies are available for detection