Aptamers in Diagnostics and Treatment of Viral Infections

Aptamers are in vitro selected DNA or RNA molecules that are capable of binding a wide range of nucleic and non-nucleic acid molecules with high affinity and specificity. They have been conducted through the process known as SELEX (Systematic Evolution of Ligands by Exponential Enrichment). It serves to reach specificity and considerable affinity to target molecules, including those of viral origin, both proteins and nucleic acids. Properties of aptamers allow detecting virus infected cells or viruses themselves and make them competitive to monoclonal antibodies. Specific aptamers can be used to interfere in each stage of the viral replication cycle and also inhibit its penetration into cells. Many current studies have reported possible application of aptamers as a treatment or diagnostic tool in viral infections, e.g., HIV (Human Immunodeficiency Virus), HBV (Hepatitis B Virus), HCV (Hepatitis C Virus), SARS (Severe Acute Respiratory Syndrome), H5N1 avian influenza and recently spread Ebola. This review presents current developments of using aptamers in the diagnostics and treatment of viral diseases

Patofizjologiczne mechanizmy migotania przedsionków (AF) jako podstawa skutecznego leczenia w dążeniu do polepszenia jakości życia chorych w świetle aktualnych wytycznych ESC (European Society of Cardiology)

Migotanie przedsionków (atrial fibrillation, AF) należy do najczęstszych przyczyn nagłych zgonów, udarów mózgu i niewydolności serca, a zapadalność na AF w najbliższych latach jeszcze wzrośnie. Przyczynami choroby są: predyspozycje genetyczne, cukrzyca, niewydolność serca, otyłość, choroba wieńcowa, nadciśnienie tętnicze i starzenie się. Zmiany patofizjologiczne AF obejmują przebudowę przedsionków i naczyń wieńcowych, odczyn zapalny, niedokrwienie oraz zaburzenia gospodarki wapniowej kardiomiocytów. Jakość życia chorych z AF jest istotnie gorsza niż u osób zdrowych. Dzieje się tak wskutek osłabienia, kołatania serca, duszności, ucisku w klatce piersiowej i zaburzeń snu. Chorobie towarzyszy także stres psychospołeczny. Zintegrowane leczenie AF obejmuje 4 filary: zaangażowanych chorych, zespoły wielodyscyplinarne, narzędzia technologiczne i dostęp do wszystkich możliwych terapii. Rozpoznanie oraz kontrola chorób współistniejących, leczenie przeciwzakrzepowe, kontrola rytmu serca i jego częstotliwości, a także edukacja istotnie poprawiają rokowanie i jakość życia chorych. Doraźne przywrócenie rytmu zatokowego i jego utrzymanie pozostaje integralną częścią postępowania. W celu zapobiegania nawrotowi AF, w razie współistniejącej niewydolności serca ze zmniejszoną frakcją wyrzutową, stosuje się leki nieantyarytmiczne (ACEI/ARB, LBA), podobnie jak ma to miejsce w kardiomiopatii nadciśnieniowej (ACEI/ARB). Leczenie zabiegowe w AF ma na celu całkowitą izolację żył płucnych, co przynosi skuteczniejszą kontrolę rytmu serca niż farmakoterapia. Zabieg przezcewnikowy jest leczeniem z wyboru, a gdy jest on nieskuteczny lub przyjmowane leki nie pomagają, przeprowadza się zabieg chirurgiczny. Wiele współistniejących chorób zwiększa ryzyko wystąpienia, nawrotów i powikłań AF. Ich identyfikacja i leczenie odgrywają ważną rolę w zapobieganiu AF oraz w optymalnym prowadzeniu chorych.Atrial fibrillation (AF) is one o f the most common causes o f sudden death, cerebral stroke and heart failure. AF morbidity will increase in the coming years. The disease is precipitated by gene predisposition, diabetes, heart failure, obesity, coronary disease, hypertension and aging. Pathophysiological changes include atrial and coronary arteries remodelling, inflammation, and cardiomyocyte calcium metabolism disorders. Life quality in AF patients is significantly impaired, as compared to healthy people, due to weakness, heart palpitation, dyspnea, chest discomfort and sleep disorders; psychosocial stress occurs as well. Integrated AF management requires 4 areas: patient involvement, multidisciplinary teams, technological tools and access to all currently possible therapies. Diagnosis and control of coexisting diseases, anticoagulant treatment, heart rhythm and heart rate control, as well as education, remarkably improve AF prognosis and life quality. Casual recovery and maintaining the sinus rhythm is important as a part of the integral approach. Prevention of AF recurrence include non-antiarrhythmic medicines (ACEI/ARB, LBA) in heart failure with decreased ejection fraction, as well as in hypertensive cardiomyopathy (ACEI/ ARB). Surgical treatment aims the total isolation of pulmonary veins with more efficient heart rhythm control, as compared to pharmacological management. In paroxysmal AF, percutaneous intervention is a treatment of choice. Surgery can be necessary, if percutaneous intervention either pharmacotherapy is unsuccessful. Coexisting diseases elevate the risk of AF, including AF recurrence and complications. They need to be properly identified and treated in order to optimize the patient management

Apoptosis of alveolar lymphocytes. Part 1: pathways of lymphocyte apoptosis

Apoptoza jest postacią zaprogramowanej śmierci, zasadniczą w utrzymaniu homeostazy ustrojowej, w tym zapoczątkowania, rozwoju i zejścia reakcji odpornościowych. Wyróżniono dwa główne szlaki apoptozy, zewnątrzpochodny (z pośrednictwem receptorów śmierci) i wewnątrzpochodny (mitochondrialny). Dodatkowo limfocyty o czynności cytotoksycznej inicjują apoptozę komórek docelowych na szlaku granzymów/perforyny (pseudoreceptorowym). Swoiste procesy apoptotyczne, tj. śmierć komórkowa wzbudzona aktywacją (AICD) i śmierć z zaniechania (NID) są odmianami odpowiednio: szlaku zewnątrz- i wewnątrzpochodnego. Obydwa wydają się pełnić kluczową rolę w apoptozie uczulonych antygenowo komórek T w fazie kontrakcji odczynu zapalnego. Limfocyty pęcherzykowe (AL) są prawie wyłącznie efektorowymi komórkami T, uczestniczącymi w patofizjologii śródmiąższowych chorób płuc (ILD). Liczba AL w dolnych drogach oddechowych zależy od rekrutacji do płuc, proliferacji i miejscowej apoptozy. Zgodnie z piśmiennictwem należy zaznaczyć, że AL zwykle nie proliferują w pęcherzykach płucnych, częstość ich apoptozy wynosi około 1% komórek u osób zdrowych i jest ono znamiennie obniżone w chorobach z limfocytowym zapaleniem pęcherzyków, jak sarkoidoza i zewnątrzpochodne alergiczne zapalenie pęcherzyków (EAA). Mechanizmy apoptozy AL nie zostały całkowicie wyjaśnione. Prawdopodobnie zasadnicze znaczenie w wygaszaniu odpowiedzi ze strony komórek T, jak w remisji w EAA lub sarkoidozie, pełni jednak proces NID, podczas gdy mechanizm AICD ma znaczenie pomocnicze i/lub modulujące. Wypada podkreślić, że wiele chorób grupy ILD ma charakter przewlekły bez remisji lub poprawy klinicznej i opisanie ich w kategoriach ekspansji/kontrakcji odpowiedzi immunologicznej napotyka na trudności.Apoptosis is a form of programmed cell death essential for maintaining homeostasis, including onset, progress and resolution of immune reactions. Two major apoptosis pathways: extrinsic (mediated by death receptors) and intrinsic (mitochondrial), were distinguished. Lymphocytes with cytotoxic activity may also initiate apoptosis of target cells by granzyme/perforin (pseudoreceptor) pathway. The specific apoptotic processes, i.e. activation induced cell death (AICD) and neglect induced death (NID), are types of extrinsic and intrinsic pathways, respectively. They both seem to be crucial in apoptosis of antigen-primed T cells during the contraction phase of inflammation. Alveolar lymphocytes (AL) are almost exclusively T effector cells, engaged in interstitial lung disease (ILD) pathophysiologies. The AL numbers in lower airways depends on recruitment to the lung, proliferation and local apoptosis. According to the references, it should be noted that AL usually do not proliferate in alveoli; their apoptosis rate accounts, on average, for 1% of cells in healthy subjects, and this is significantly decreased in disorders with lymphocytic alveolitis such as sarcoidosis and extrinsic allergic alveolitis (EAA). The mechanisms of AL apoptosis have not been completely explained. However, it is the NID process that is probably critical for the culling of T-cell response, as in EAA or sarcoidosis remission, with AICD as an auxiliary and/or modulating mechanism only. It should be emphasised that many ILDs are chronic disorders with no remission or improvement, and it is difficult to describe the AL response in terms of immune expansion/contraction

Expression of insulin-like growth factor-I (IGF-I) in alveolar macrophages and lymphocytes obtained by bronchoalveolar lavage (BAL) in interstitial lung diseases (ILD). Assessment of IGF-I as a potential local mitogen and antiapoptotic cytokine.

Little is known about IGF-I expression in the alveolar lymphocytes (AL), and about local role of IGF-I in physiological conditions and in interstitial lung diseases. Bronchoalveolar lavage was carried out in patients with silicosis, asbestosis, idiopathic pulmonary fibrosis (IPF) and sarcoidosis, as well as in control subjects (n = 13, 9, 12, 56, 15, resp). Alveolar macrophages (AM) and lymphocytes (AL) were studied for (1) IGF-I, BCL-2, Fas and Fas Ligand expression and (2) cell cycle (incl. sub-G1 peak of late apoptosis) with propidium iodide (PI). Flow cytometry (FC) and immunocytochemistry were used. AL early apoptosis was detected by Annexin V FITC/PI staining. IGF-I was present in AL of all tested groups. The number of IGF-I positive AL was significantly higher in IPF (52 +/- 6.7%) and in later (II and III) stages of sarcoidosis (39 +/- 7.8 vs 16 +/- 4.0% in controls, p < 0.05). Increased BCL-2 expression in AL was detected in IPF and sarcoidosis. In all tested groups, AL were almost exclusively Fas+ T cells. Generally, a low number of AL entered apoptosis; no significant differences were found between patient groups, except decreased apoptosis rate in sarcoidosis (0.60 +/- 0.17 vs 1.15 +/- 0.33% in controls, p < 0.05). Proportion of AL positive for IGF-I was significantly correlated with parameters reflecting AL and AM cell proliferation and BCL-2 expression (e.g. AL IGF-I+ vs AM in S phase of cell cycle: r(S) = +0.50, p = 0.001), but not with apoptosis. The results show that human alveolar lymphocytes express IGF-I in normal conditions, as well as in ILD. The proportion of IGF-I+ lymphocytes was significantly increased in IPF and at later stages of sarcoidosis. In our material there was no evidence for profibrogenic or antiapoptotic activity of IGF-I. We suggest that IGF-I originating from AL may be locally active as a mitogen for alveolar macrophages and lymphocytes in ILD

Expression of insulin-like growth factor-I (IGF-I) in alveolar macrophages and lymphocytes obtained by bronchoalveolar lavage (BAL) in interstitial lung diseases (ILD) : assessment of IGF-I as a potential local mitogen and antiapoptotic cytokine

Little is known about IGF-I expression in the alveolar lymphocytes (AL), and about local role of IGF-I in physiological conditions and in interstitial lung diseases. Bronchoalveolar lavage was carried out in patients with silicosis, asbestosis, idiopathic pulmonary fibrosis (IPF) and sarcoidosis, as well as in control subjects (n = 13, 9, 12, 56, 15, resp). Alveolar macrophages (AM) and lymphocytes (AL) were studied for (1) IGF-I, BCL-2, Fas and Fas Ligand expression and (2) cell cycle (incl. sub-G1 peak of late apoptosis) with propidium iodide (PI). Flow cytometry (FC) and immunocytochemistry were used. AL early apoptosis was detected by Annexin V FITC/PI staining. IGF-I was present in AL of all tested groups. The number of IGF-I positive AL was significantly higher in IPF (52 +/- 6.7%) and in later (II and III) stages of sarcoidosis (39 +/- 7.8 vs 16 +/- 4.0% in controls, p &lt; 0.05). Increased BCL-2 expression in AL was detected in IPF and sarcoidosis. In all tested groups, AL were almost exclusively Fas+ T cells. Generally, a low number of AL entered apoptosis; no significant differences were found between patient groups, except decreased apoptosis rate in sarcoidosis (0.60 +/- 0.17 vs 1.15 +/- 0.33% in controls, p &lt; 0.05). Proportion of AL positive for IGF-I was significantly correlated with parameters reflecting AL and AM cell proliferation and BCL-2 expression (e.g. AL IGF-I+ vs AM in S phase of cell cycle: r(S) = +0.50, p = 0.001), but not with apoptosis. The results show that human alveolar lymphocytes express IGF-I in normal conditions, as well as in ILD. The proportion of IGF-I+ lymphocytes was significantly increased in IPF and at later stages of sarcoidosis. In our material there was no evidence for profibrogenic or antiapoptotic activity of IGF-I. We suggest that IGF-I originating from AL may be locally active as a mitogen for alveolar macrophages and lymphocytes in ILD

Role of endoplasmic-reticulum-associated protein degradation pathway in the virus infection cycle

Wandtke Tomasz, Wędrowska Ewelina, Goede Arkadiusz, Owczarska Paulina, Piskorska Elżbieta, Kopiński Piotr. Role of endoplasmic-reticulum-associated protein degradation pathway in the virus infection cycle. Journal of Education, Health and Sport. 2017;7(8):607-635. eISSN 2391-8306. DOI http://dx.doi.org/10.5281/zenodo.890229 http://ojs.ukw.edu.pl/index.php/johs/article/view/4801 The journal has had 7 points in Ministry of Science and Higher Education parametric evaluation. Part B item 1223 (26.01.2017). 1223 Journal of Education, Health and Sport eISSN 2391-8306 7 © The Authors 2017; This article is published with open access at Licensee Open Journal Systems of Kazimierz Wielki University in Bydgoszcz, Poland Open Access. This article is distributed under the terms of the Creative Commons Attribution Noncommercial License which permits any noncommercial use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original author(s) and source are credited. This is an open access article licensed under the terms of the Creative Commons Attribution Non Commercial License (http://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/) which permits unrestricted, non commercial use, distribution and reproduction in any medium, provided the work is properly cited. This is an open access article licensed under the terms of the Creative Commons Attribution Non Commercial License (http://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/) which permits unrestricted, non commercial use, distribution and reproduction in any medium, provided the work is properly cited. The authors declare that there is no conflict of interests regarding the publication of this paper. Received: 01.08.2017. Revised: 10.08.2017. Accepted: 31.08.2017. Znaczenie zależnego od retikulum endoplazmatyznego szlaku degradacji białek wewnątrzkomórkowych w cyklu infekcyjnym wirusów Role of endoplasmic-reticulum-associated protein degradation pathway in the virus infection cycle Tomasz Wandtke1, Ewelina Wędrowska1, Arkadiusz Goede1, Paulina Owczarska1, Elżbieta Piskorska2, Piotr Kopiński1 1Zakład Genoterapii, Uniwersytet Mikołaja Kopernika w Toruniu, Collegium Medicum w Bydgoszczy 2Katedra Patobiochemii i Chemii Klinicznej, Uniwersytet Mikołaja Kopernika w Toruniu, Collegium Medicum im. L. Rydygiera w Bydgoszczy 1Department of Gene Therapy, Faculty of Medicine, Nicolaus Copernicus University Collegium Medicum, Bydgoszcz, Poland 2Department of Pathobiochemistry and Clinical Chemistry, Nicolaus Copernicus University Collegium Medicum, Bydgoszcz, Poland Streszczenie Wprowadzenie: Proces degradacji białek zależny od retikulum endoplazmatycznego (ang. endoplasmic-reticulum-associated protein degradation - ERAD) odgrywa istotną rolę w utrzymaniu stanu homeostazy wewnątrzkomórkowej i dotyczy przede wszystkim białek, które nie uzyskały posttranslacyjnie prawidłowej konformacji. Mechanizm ten może zostać wykorzystany przez wirusy, zwykle celem uniknięcia detekcji przez układ odpornościowy gospodarza. Zależnie od typu wirusa, rodzaj i sposób degradacji białek bywa odmienny. Cel pracy: Celem pracy jest przedstawienie mechanizmu ERAD oraz jego znaczenia dla cyklu infekcyjnego wybranych cząsteczek wirusowych. Dokładne poznanie tego procesu może istotnie przyczynić się do wskazania potencjalnie skutecznych, nowych przeciwwirusowych rozwiązań terapeutycznych. Skrócony opis stanu wiedzy: W pracy omówiono mechanizm ERAD i jego wykorzystanie przez: Poliomawirusy (BK i SV-40), Herpeswirusy (Cytomegalowirus), Retrowirusy (HIV-I) oraz Hepadnawirusy (HBV). Podsumowanie: Znaczenie ERAD w cyklu infekcyjnym wirusów jest niezwykle istotne w przebiegu zakażenia. Należy dalej badać możliwość wykorzystywania ERAD przez inne rodzaje wirusów. Warto również monitorować skuteczność inhibitorów proteasomu jako potencjalnych leków w walce z chorobami wirusowymi. Słowa kluczowe: ERAD, Herpeswirusy, HBV, HIV-I, Poliomawirusy, retikulum endoplazmatyczne Summary Introduction: The endoplasmic-reticulum-associated protein degradation (ERAD) pathway plays an important role in maintaining intracellular homeostasis and primarily affects proteins that have not achieved correct post-translational conformation. ERAD can be also exploited by viruses, usually in order to avoid detection by the host's immune system. Depending on the type of virus, the character and manner of protein degradation may be different. Aim of the study: The aim of this paper is to present the ERAD mechanism and its importance for the infection cycle of select viral particles. Gaining knowledge about this process can help to identify potentially effective new antiviral therapies. Short description of state of knowledge: The ERAD mechanism and its utilization by: Poliomaviruses (BK and SV-40), Herpesviruses (Cytomegalovirus), Retroviruses (HIV-I) and Hepadnaviruses (HBV) are discussed in the paper. Summation: The ERAD process in the viral infection cycle is extremely important. The possibility of using ERAD by differnet viruses should be further investigated. It could be also useful to exploit proteasome inhibitors as potential drugs in the fight against viral diseases. Key words: ERAD, Herpesviruses, HBV, HIV-I, Poliomaviruses, endoplasmic reticulu

Enhanced expression of Fas Ligand (FasL) in the lower airways of patients with fibrotic interstitial lung diseases (ILDs)

The exact role of FasL, and particularly its soluble and membrane-bound forms, in the development of chronic ILDs and lung fibrosis has not been extensively explored. We aimed at analyzing membrane-bound FasL expression on alveolar macrophages (AM) and lymphocytes (AL) as well as soluble FasL (sFasL) levels in bronchoalveolar lavage (BAL) from ILDs patients, incl. pulmonary sarcoidosis (PS), hypersensitivity pneumonitis (HP), silicosis, asbestosis, idiopathic pulmonary fibrosis (IPF), nonspecific interstitial pneumonia (NSIP), and healthy subjects (n = 89, 12, 7, 8, 23, 6, 17, respectively). In IPF, significantly increased percentage of AM FasL+ and CD8+FasL+ cells as well as sFasL levels in BAL were found. Increased sFasL levels were also observed in HP. NSIP and asbestosis were characterized by higher AM FasL+ relative number; CD8+FasL+ population was expanded in asbestosis only. There was a significant decline in AL FasL+ percentage in PS and HP. Vital capacity was negatively correlated with sFasL levels, AM FasL+ and CD8+FasL+ cell relative count. CD4+FasL+ and CD8+FasL+ percentage strongly correlated with BAL neutrophilia, an unfavorable prognostic factor in lung fibrosis. The concurrent comparative BAL analysis of FasL expression indicates that FasL+ AM and AL (mainly Tc cells) comprise an important element of the fibrotic process, mostly in IPF. FasL might play a crucial role in other fibrosis-complicated ILDs, like NSIP and asbestosis. (Folia Histochemica et Cytobiologica 2011; Vol. 49, No. 4, pp. 636&#8211;645

Transbronchial needle aspiration as a diagnostic method in lung cancer and non-malignant mediastinal adenopathy

Introduction: The aim of the study was to assess the diagnostic yield of transbronchial needle aspiration (TBNA) in mediastinal or hilar adenopathy in: lung cancer, staging of NSCLC, sarcoidosis and other non-malignant diseases. Material and methods: Transbronchial needle aspiration was performed in 347 consecutive patients - 402 biopsies in groups of lymph nodes: subcarinal (7) - 179, all paratracheal (2R, 2L, 4R, 4L) - 168 and hilar (10R, 10L) - 55, with no real-time imaging guidance, preceded by computed tomography (CT), using 22-gauge needles. All negative results in NSCLC patients were verified by transcervical extended bilateral mediastinal lymphadenectomy (TEMLA) and the remaining patients underwent mediastinoscopy or thoracotomy. Results: TBNA technique was diagnostic in 67.1% of lung cancer patients and in 59.0% of patients with sarcoidosis. In the group of all lung cancer patients specificity was 100%, sensitivity 88.5%, accuracy 91.8% and negative predictive value 77.9% and in diagnosing of lymph nodes involvement in NSCLC was respectively 100%, 86.6%, 90.7% and 76.6%. The high diagnostic yield was comparable for all mediastinal groups. In 80% of NSCLC patients with false negative results of TBNA there was observed partial involvement of metastatic lymph nodes, confirmed by TEMLA. Conclusions: The diagnostic value of TBNA is very high in diagnostics of lung cancer, NSCLC staging and sarcoidosis but much lower in lymphomas, tuberculosis and other non-malignant diseases.Wstęp: Celem pracy była ocena skuteczności diagnostycznej przezoskrzelowej aspiracyjnej biopsji igłowej (TBNA) w chorobach przebiegających z powiększeniem węzłów chłonnych śródpiersia i wnęk płuca w: raku płuca, ocenie stopnia zaawansowania niedrobnokomórkowego raka płuca (NSCLC), sarkoidozie i innych chorobach. Materiał i metody: U kolejnych 347 chorych wykonano 402 TBNA, poprzedzone tomografią komputerową klatki piersiowej, bez użycia dodatkowych technik obrazowania w czasie rzeczywistym, z zastosowaniem igieł 22-gauge następujących grup węzłów chłonnych: rozwidlenia tchawicy (7) - 179, przytchawiczych (2R, 2L, 4R, 4L) - 168 i wnękowych - 55. U chorych na NSCLC i z ujemnym wynikiem TBNA wykonywano weryfikującą operacyjną obustronną rozszerzoną limfadenektomię śródpiersiową (TEMLA), a w przypadku podejrzenia chorób nienowotworowych - mediastinoskopię bądź limfadenektomię śródoperacyjną. Wyniki: Skuteczność diagnostyczna TBNA w grupie chorych na raka płuca wyniosła 67,1%, a na sarkoidozę - 59%. Czułość metody TBNA w rozpoznawaniu raka płuca wyniosła 88,5%, swoistość 100%, dokładność 91,8%, a wartość predykcyjna wyniku ujemnego - 77,9%, a w ustalaniu stopnia zaawansowania NSCLC (cecha N) wyniosła odpowiednio 86,6%, 100%, 90,7% i 76,6%. Duża skuteczność diagnostyczna TBNA była podobna we wszystkich bioptowanych grupach węzłów chłonnych śródpiersia. U 80% chorych na NSCLC, u których uzyskano wyniki fałszywie ujemne TBNA przerzuty raka były obecne tylko w części węzłów chłonnych, co potwierdzono operacyjnie metodą TEMLA. Wnioski: Przezoskrzelowa biopsja węzłów chłonnych śródpiersia i wnęk jest bardzo skuteczną metodą w diagnostyce raka płuca i sarkoidozy oraz ocenie stopnia zaawansowania NSCLC, a w mniejszym stopniu w diagnostyce chłoniaków i gruźlicy