Prospects for intranasal drug delivery systems with Ginkgo biloba in the treatment of cerebral circulatory disorders

Purpose: To analyze the range of currently available nasal medicines, and to study extant information on the use of Ginkgo biloba herbal complexes for the treatment of cerebral circulatory disorders of different etiologies. The study dwelt on the features and prospects of intranasal drug administration. Currently, intranasal administration is used primarily for the treatment of local symptoms. However, it has a much higher potential: the mucous membrane of the nasal cavity offers an opportunity for noninvasive treatment using systemic administration. Methods: The study involved the analysis of materials from information-retrieval systems, library databases, patent databases, and scientific information repositories such as e-Library. PubMed, Scopus, Google Scholar, as well as materials from the websites of manufacturers of herbal medicinal products and other herbal substances. Results: Herbal medicinal products have great potential in terms of intranasal administration. This is especially true of herbal medicines obtained through extraction of leaves of Ginkgo biloba, which have a broad spectrum of action, i.e., anti-aggregatory, venotonic, nootropic, anti-hypoxic, antioxidant, antiinflammatory, membrane-stabilizing, and capillary-protective effects. The range of Ginkgo biloba-based medicines calls for expansion, and this testifies to a good potential of these products in terms of further research and use. The analysis of literature and technical information showed the existence of a wide range of nasal medicines currently in use. However, only few drugs are used for the treatment of cerebrovascular diseases. Furthermore, there are no herbal medicines among these drugs, despite obvious advantages of herbal products such as ease of use, high bioavailability, and systemic action potential. Conclusion: The current status of research on nasal dosage forms of Ginkgo biloba herbal complexes warrants further development involving biopharmaceutical and pharmacological studies

Effect of proline-rich polypeptide on various lines of tumour cells, normal bone marrow and giantcell tumour stromal tissue

The aim of the study was to assess the effect of proline-rich polypeptide (PRP) on bone marrow stromal stem cells in vivo and in vitro and on tumour cell lines. Methods. Isolation of giant-cell tumour (GCT) stromal cells and obtaining these cell strains; obtaining normal bone marrow stromal cell strains; PRP administration to rats; bone marrow cell explantation into cultures; PRP addition to cell cultures. Results. Various routes and doses of PRP administration to rats increased the multipotent mesenchymal stromal cell (MMSC) concentration in the bone marrow. PRP addition to normal bone marrow MMSC cultures increased cell proliferation 1.5– 2.5-fold, whereas PRP addition to GCT MMSC cultures inhibited cell proliferation 1.5–2-fold. Both proliferation inhibition and no PRP effect on proliferation were observed in tumour cell cultures. Conclusions. PRP administration to rats increased MMSC concentration in the normal bone marrow, and PRP addition to tissue cultures revealed opposite effects of PRP on cell proliferation. Keywords: Proline-rich polypeptide (PRP), multipotent mesenchymal stromal cells (MMSC).Мета дослідження – вивчення впливу багатого на пролін поліпеп тиду (ПБП) на стовбурові клітини строми кісткового мозку in vivo та in vitro і лінії пухлинних клітин. Методи. Виділення стромальних клітин гігантоклітинної пухлнии (ГКП) і отримання штамів цих клітин, а також штамів стромальних клітин нормального кісткового мозку, введення ПБП щурам, експлантація в культуру кістковомозкових клітин, додавання ПБП у культури клітин. Результаты. Різні способи і дози введення ПБП щурам збільшують концентрацію мультипотентних мезенхімальних стромальних клітин (ММСК) у кістковому мозку. Додавання ПБП у культури ММСК нормального кісткового мозку призводить до зростання проліферативної активності клітин у 1,5–2,5 разу, внесення ПБП у культури ММСК ГКП інгібує проліферацію клітин у 1,5–2 разу. У культурах пухлинних клітин спостерігається як пригнічення пухлинних клітин, так і відсутність впливу поліпептиду на проліферацію. Висновки. Введення ПБП щурам підвищує концентрацію ММСК у нормальному кістковому мозку, а за додавання ПБП у культуру тканин виявлено його різноспрямовану дію на проліферацію клітин. Ключові слова: багатий на пролін поліпептид, мультипотентні мезенхімальні стромальні клітини.Цель исследования – изучение влияния богатого пролином полипептида (ПБП) на стволовые клетки стромы костного мозга in vivo и in vitro и линии опухолевых клеток. Методы. Выделение стромальных клеток гигантоклеточной опухоли (ГКО) и получение штаммов этих клеток, а также штаммов стромальных клеток нормального костного мозга, введение ПБП крысам, эксплантация в культуру костномозговых клеток, добавление ПБП в культуры клеток. Результаты. Различные способы и дозы введения ПБП крысам увеличивают концентрацию мультипотентных мезенхимальных стромальных клеток (ММСК) в костном мозге. Добавление ПБП в культуры ММСК нормального костного мозга приводит к возрастанию пролиферативной активности клеток в 1,5–2,5 раза, внесение ПБП в культуры ММСК ГКО ингибирует пролиферацию клеток в 1,5–2 раза. В культурах опухолевых клеток наблюдалось как угнетение, так и отсутствие влияния полипептида на пролиферацию. Выводы. Введение ПБП крысам повышает концентрацию ММСК в нормальном костном мозге, а при добавлении ПБП в культуру тканей выявлено его разнонаправленное действие на пролиферацию клеток. Ключевые слова: богатый пролином полипептид, мультипотентные мезенхимальные стромальные клетки

Роль кальций-pH-зависимых механизмов в патогенезе воспалительных заболеваний пародонта

Comparative investigation of dynamics of pH, concentration of calcium and inorganic phosphate in mixtured saliva during testing loads in patients with healthy periodontium, susceptible to caries and with combination of caries with inflammatory periodontal diseases was performed. Close dependency between dynamics of researched parameters was revealed during sugar and urea loads as well. Inorganic phosphate disgomeostasis, role in pathogenesis of inflammatory periodontal diseases was showed.Проведено сравнительное исследование динамики рН, концентрации кальция и неорганического фосфата в смешанной слюне при тестовых нагрузках у лиц со здоровым пародонтом, кариесвоспримчивых и с сочетанием кариеса и воспалительных заболеваний пародонта. Выявлена тесная взаимосвязь динамики изучаемых параметров как при сахарной, так и при карбамидной нагрузках. Показана роль дисгомеостаза неорганического фосфата в патогенезе воспалительных заболеваний пародонта

Highly-parallelized simulation of a pixelated LArTPC on a GPU

The rapid development of general-purpose computing on graphics processing units (GPGPU) is allowing the implementation of highly-parallelized Monte Carlo simulation chains for particle physics experiments. This technique is particularly suitable for the simulation of a pixelated charge readout for time projection chambers, given the large number of channels that this technology employs. Here we present the first implementation of a full microphysical simulator of a liquid argon time projection chamber (LArTPC) equipped with light readout and pixelated charge readout, developed for the DUNE Near Detector. The software is implemented with an end-to-end set of GPU-optimized algorithms. The algorithms have been written in Python and translated into CUDA kernels using Numba, a just-in-time compiler for a subset of Python and NumPy instructions. The GPU implementation achieves a speed up of four orders of magnitude compared with the equivalent CPU version. The simulation of the current induced on 10^3 pixels takes around 1 ms on the GPU, compared with approximately 10 s on the CPU. The results of the simulation are compared against data from a pixel-readout LArTPC prototype

Effects of nutritional support in cancer patients receiving chemotherapy [Эффекты нутритивной поддержки, проводимой при лекарственном противоопухолевом лечении пациентов онкологического профиля]

Introduction. Nutritional support is an important component of multimodal cancer therapy. It is well known that proper nutrition supplemented by necessary nutrients can support muscles and their function, reduce the incidence and severity of complications associated with cancer therapy, and facilitate recovery. proper nutritional support is planned according to patient’s need for energy (30 kcal/kg body weight per day), protein (1.5 g protein/kg body weight per day), and eicosapentaenoic acid (2 g per day). Materials and methods. we analyzed the dynamics of nutritional status of 632 cancer patients treated in p.A. Herzen moscow Oncology Research Institute – a branch of the National medical Radiology Research Center, ministry of Health of Russia between 2019 and 2021. Study participants were divided into two groups: experimental (n = 316) and control (n = 316). patients in the experimental group received proper nutritional support. This study included patients with confirmed gastrointestinal cancers (esophageal and gastric), colon cancer, head and neck cancer, and lung cancer. Results. Nutritional therapy in the process of drug antitumor treatment has improved the trophological status of patients with tumors of the head and neck, lungs, upper gastrointestinal tract. As a result of the work, there was a tendency to increase the body weight of patients in these subgroups, whereas in the control group there was a statistically significant decrease in body weight compared to the initial indicators by 9.4; 9.5; 5.3 and 9.6 kg, respectively. Also, full clinical nutrition contributed to an increase in the level of total protein in patients with cancer of the upper gastrointestinal tract and colon and rectum by 4.0 and 3.7 g/l, respectively, at the level of statistical trend. The level of albumin significantly increased (by 6.6 g/l) only in patients with lung cancer. Improved nutritional status of patients during their systemic therapy ensured a 6 % reduction in the frequency of intercycle periods, a 0.2–3.4 % reduction in the need for dosage correction, and a 2.9–11.1 % increase in the completeness of cancer therapy stages (trend). Conclusion. Our findings suggest that additional specialized (oral or enteral) nutritional support during chemotherapy stabilizes body weight and its index, resulting, first of all, in improved tolerability of treatment. © 2022 National University of Science and Technology MISIS. All rights reserved

Jeune syndrome: Case series report

Jeune syndrome (synonym: asphyxiating thoracic dystrophy) is a rare genetically heterogeneous autosomal recessive disease, characterized by the development of generalized osteochondrodysplasia, anomalies of skeletal system with multi-organ involvement. This syndrome is based on mutations of the IFT80, DYNC2H1, WDR19, TTC21B genes localized in the locus of chromosomes 3q25.33, 11q22.3, 4p14, 2q24.3 respectively and mutation in the locus of chromosome 15q13 too. These genes play an important role in functioning of cilia in the mammalian body. These organelles participate in the development of the skeletal and hepatobiliary system, nephrons, retina, and other structures of the body. Thurs Jeune syndrome belongs to the ciliopathies. The article presents modern literature findings on genetics, pathogenesis, its clinical, X-ray presentations and CT patterns, diagnosis and treatment of this rare disease. The article also presents the first Russian case series including 7 patients with this disease. Combinations of such symptoms as narrow bell-shaped thorax, variable limb shortness, respiratory failure, including oxygen dependence, recurrent respiratory infections, and motor development delay in observed patients helped to diagnose Jeune syndrome in all cases

Jeune syndrome: Case series report

Jeune syndrome (synonym: asphyxiating thoracic dystrophy) is a rare genetically heterogeneous autosomal recessive disease, characterized by the development of generalized osteochondrodysplasia, anomalies of skeletal system with multi-organ involvement. This syndrome is based on mutations of the IFT80, DYNC2H1, WDR19, TTC21B genes localized in the locus of chromosomes 3q25.33, 11q22.3, 4p14, 2q24.3 respectively and mutation in the locus of chromosome 15q13 too. These genes play an important role in functioning of cilia in the mammalian body. These organelles participate in the development of the skeletal and hepatobiliary system, nephrons, retina, and other structures of the body. Thurs Jeune syndrome belongs to the ciliopathies. The article presents modern literature findings on genetics, pathogenesis, its clinical, X-ray presentations and CT patterns, diagnosis and treatment of this rare disease. The article also presents the first Russian case series including 7 patients with this disease. Combinations of such symptoms as narrow bell-shaped thorax, variable limb shortness, respiratory failure, including oxygen dependence, recurrent respiratory infections, and motor development delay in observed patients helped to diagnose Jeune syndrome in all cases

Effect of proline-rich polypeptide on various lines of tumour cells, normal bone marrow and giant- cell tumour stromal tissue

The aim of the study was to assess the effect of proline-rich polypeptide (PRP) on bone marrow stromal stem cells in vivo and in vitro and on tumour cell lines. Methods. Isolation of giant-cell tumour (GCT) stromal cells and obtaining these cell strains; obtaining normal bone marrow stromal cell strains; PRP administration to rats; bone marrow cell explantation into cultures; PRP addition to cell cultures. Results. Various routes and doses of PRP administration to rats increased the multipotent mesenchymal stromal cell (MMSC) concentration in the bone marrow. PRP addition to normal bone marrow MMSC cultures increased cell proliferation 1.5– 2.5-fold, whereas PRP addition to GCT MMSC cultures inhibited cell proliferation 1.5–2-fold. Both proliferation inhibition and no PRP effect on proliferation were observed in tumour cell cultures. Conclusions. PRP administration to rats increased MMSC concentration in the normal bone marrow, and PRP addition to tissue cultures revealed opposite effects of PRP on cell proliferation. Keywords: Proline-rich polypeptide (PRP), multipotent mesenchymal stromal cells (MMSC).Мета дослідження – вивчення впливу багатого на пролін поліпеп тиду (ПБП) на стовбурові клітини строми кісткового мозку in vivo та in vitro і лінії пухлинних клітин. Методи. Виділення стромальних клітин гігантоклітинної пухлнии (ГКП) і отримання штамів цих клітин, а також штамів стромальних клітин нормального кісткового мозку, введення ПБП щурам, експлантація в культуру кістковомозкових клітин, додавання ПБП у культури клітин. Результаты. Різні способи і дози введення ПБП щурам збільшують концентрацію мультипотентних мезенхімальних стромальних клітин (ММСК) у кістковому мозку. Додавання ПБП у культури ММСК нормального кісткового мозку призводить до зростання проліферативної активності клітин у 1,5–2,5 разу, внесення ПБП у культури ММСК ГКП інгібує проліферацію клітин у 1,5–2 разу. У культурах пухлинних клітин спостерігається як пригнічення пухлинних клітин, так і відсутність впливу поліпептиду на проліферацію. Висновки. Введення ПБП щурам підвищує концентрацію ММСК у нормальному кістковому мозку, а за додавання ПБП у культуру тканин виявлено його різноспрямовану дію на проліферацію клітин. Ключові слова: багатий на пролін поліпептид, мультипотентні мезенхімальні стромальні клітини.Цель исследования – изучение влияния богатого пролином полипептида (ПБП) на стволовые клетки стромы костного мозга in vivo и in vitro и линии опухолевых клеток. Методы. Выделение стромальных клеток гигантоклеточной опухоли (ГКО) и получение штаммов этих клеток, а также штаммов стромальных клеток нормального костного мозга, введение ПБП крысам, эксплантация в культуру костномозговых клеток, добавление ПБП в культуры клеток. Результаты. Различные способы и дозы введения ПБП крысам увеличивают концентрацию мультипотентных мезенхимальных стромальных клеток (ММСК) в костном мозге. Добавление ПБП в культуры ММСК нормального костного мозга приводит к возрастанию пролиферативной активности клеток в 1,5–2,5 раза, внесение ПБП в культуры ММСК ГКО ингибирует пролиферацию клеток в 1,5–2 раза. В культурах опухолевых клеток наблюдалось как угнетение, так и отсутствие влияния полипептида на пролиферацию. Выводы. Введение ПБП крысам повышает концентрацию ММСК в нормальном костном мозге, а при добавлении ПБП в культуру тканей выявлено его разнонаправленное действие на пролиферацию клеток. Ключевые слова: богатый пролином полипептид, мультипотентные мезенхимальные стромальные клетки

ЛЮМИНЕСЦЕНТНАЯ ДИАГНОСТИКА ОПУХОЛЕЙ С ПРИМЕНЕНИЕМ АПКОНВЕРТИРУЮЩИХ НАНОЧАСТИЦ

Background: To improve quality of surgery in oncology, it is necessary to completely remove the tumor, including its metastases, to minimize injury to normal tissues and to reduce duration of an intervention. Modern methods of detection based on radiological computerized tomography and magnetic resonance imaging can identify a tumor after its volume has become big enough, i.e. it contains more than 10 billion cells. Therefore, an improvement of sensitivity and resolution ability of diagnostic tools to identify early stages of malignant neoplasms seems of utmost importance. Aim: To demonstrate the potential of a new class of anti-Stokes luminescence nanoparticles for deep optical imaging with high contrast of malignant tumors. Materials and methods: Upconversion nanoparticles with narrow dispersion and a  size of 70 to 80  nm, with a  core/shell structure of NaYF4:Yb3+:Tm3+/NaYF4 were used in the study. The nanoparticles have an intensive band of anti-Stokes photoluminescence at a wavelength of 800  nm under irradiation with a  wavelength of 975  nm (both wavelengths are within the transparency window for biological tissues). The conversion coefficient of the excitation radiation into the anti-Stokes luminescence was 9%. To increase the time during which nanoparticles can circulate in blood flow of small animals, the nanoparticles were covered by a  biocompatible amphiphilic polymer shell. As a  tumor model we used Lewis epidermoid carcinoma transfected to mice. Results: We were able to obtain stable water colloids of nanoparticles covered with amphiphilic polymer that could preserve their initial size at least for one month. The use of upconversion nanoparticles with a  hydrophilic shell made of intermittent maleic anhydride and octadecene co-polymer with subsequent coating with diglycidyl polyethylene glycol ether allowed for reduction of non-specific reaction of nanoparticles with plasma proteins. In its turn, it resulted in an increased time of their circulation in blood flow of small animals for up to 1 hour. With the Lewis lung carcinoma transfected to mice model we demonstrated аn in-life transportation of upconversion nanoparticles into the tumor with a  high degree of localization due to a passive EPR effect. The contrast of luminescent signal in the tumor compared to adjacent tissues was at least 70%. The possibility of visualization of upconverted nanoparticles up to 15 mm of biological tissue was shown. Conclusion: The optical imaging techniques with anti-Stokes photoluminescent markers ensure a  high contract real-time detection of tumor tissues that allows for their use for intra-operative diagnostics.Актуальность. Для повышения качества онкологических операций необходимо полностью удалить опухоль, включая метастазы, свести к минимуму повреждения здоровых тканей и сократить время операции. Современные методы детектирования, в  основе которых лежит рентгеновская компьютерная томография, а  также магнитно-резонансная томография, определяют опухоль, когда ее объем становится достаточно большим (содержит более 10  миллиардов клеток). В  этой связи актуальной задачей представляется повышение чувствительности и  раз- решающей способности методов диагностики для обнаружения злокачественных новообразований на ранних этапах развития. Цель – продемонстрировать возможности применения нового класса антистоксовых люминесцентных наночастиц для глубокой высококонтрастной оптической визуализации злокачественных опухолей. Материал и  методы. В  работе использовались узкодисперсные апконвертирующие наночастицы размером 70–80  нм, имеющие структуру ядро/оболочка NaYF4:Yb3+:Tm3+/NaYF4. Наночастицы обладают интенсивной полосой антистоксовой фотолюминесценции на длине волны 800  нм при возбуждении излучением на длине волны 975  нм (обе длины волны попадают в  окно прозрачности биологической ткани). Коэффициент конверсии возбуждающего излучения в антистоксовую люминесценцию составлял 9%. Для увеличения времени циркуляции частиц в кровотоке малых животных наночастицы покрывались биосовместимой амфифильной полимерной оболочкой. В  качестве опухолевой модели использовалась перевитая мышам эпидермоидная карцинома Льюиса. Результаты. Получены стабильные водные коллоиды наночастиц, покрытых амфифильным полимером, способные сохранять первичные размеры в течение как минимум месяца. Применение апконвертирующих наночастиц с гидрофильной оболочкой из чередующегося сополимера малеинового ангидрида и октадецена с последующим покрытием с помощью диглицидилового эфира полиэтилен- гликоля позволило снизить неспецифическое взаимодействие наночастиц с  белками плазмы крови, что, в свою очередь, привело к увеличению времени их циркуляции в кровотоке малых животных до 1 часа. На модели карциномы легкого Льюиса, перевитой мышам, продемонстрирована прижизненная доставка апконвертирующих наночастиц в опухоль с высокой степенью локализации за счет пассивного EPR-эффекта. Контраст люминесцентного сигнала в  опухоли по отношению к  окружающим тканям составил не менее 70%. Продемонстрирована возможность визуализации апконвертирующих наночастиц в глубине биоткани до 15 мм. Заключение. Методы оптической визуализации с применением антистоксовых фотолюминесцентных маркеров обеспечивают высокий контраст обнаружения опухолевых тканей в  режиме реального времени, что позволяет использовать их для интраоперационной диагностики.