МЕТОДИ КЛАСТЕРИЗАЦІЇ В ПРОГРАМІ MICROARRAYTOOL ДЛЯ АНАЛІЗУ ДАНИХ ДНК-МІКРОАРРЕЇВ

Microarray technologies (DNA chips) allow to perform a quantitative anlysis of expression of ten thousands genes. In this work a novel Microarraytool program was developed which allows to perform the cluster analysis and to compare the different experiments data by statistical analysis. Several clustering algorithms have been implemented into Microarraytool program: hierarchical clustering, k-means clustering, self-organizing maps (SOM) algorithm and self-organizing tree maps (SOTA) algorithm. The testing of these algorithms was performed using the Stanford Microarray Database for expression of 8613 individual genes in human fibroblasts after stimulation. The testing procedure revealed a correct performance of these algorithms implemented into Microarraytool program.Микроаррей-технологии или ДНК-чипы позволяют проводить количественный анализ экспрессии десятков тысяч генов. В данной работе описана новая программа Microarraytool для анализа ДНК микроаррей-данных, которая позволяет проводить трансформацию и нормализацию данных, выполнять кластерный анализ и сравнивать разные эксперименты с помощью статистического анализа. В программе имплементированы такие методы кластерного анализа: иерархический кластерний анализ, метод кластеризации k-средних, карты самоорганизующихся признаков (SOM) и SOTA- кластеризация. Проведено тестирование алгоритмов кластерного анализа для микроар-рей-данных Стэнфордской базы данных по экспрессии первичных фибробластов человека для 8613 индивидуальных генов на разных временных промежутках после стимуляции. Анализ данных показал корректное выполнение алгоритмов, имплементированных в программе Microarraytool.Мікроаррей-технології або ДНК-чипи дозволяють проводити кількісний аналіз експресії десятків тисяч генів. В даній роботі описана нова програма Microarraytool для аналізу ДНК мікроаррей-даних, яка дозволяє проводити трансформацію та нормалізацію даних, виконувати кластерний аналіз та порівнювати різні експерименти за допомогою статистичного аналізу. Імплементовано такі методи кластерного аналізу: ієрархічний кластерний аналіз; метод кластеризації k-середніх; карти ознак, що самоорганізуються (SOM) та SOTA-кпастеризація. Проведено тестування алгоритмів для кластерного аналізу для мікроаррей-даних Стенфордської бази даних з експресії первинних фібробластів людини для 8613 індивідуальних генів на різних часових проміжках після стимуляції. Аналіз даних показав коректне виконання алгоритмів, імплементованих в програмі Microarraytool

ІНТЕГРОВАНЕ СЕРЕДОВИЩЕ ВІРТУАЛЬНОЇ ЛАБОРАТОРІЇ MolDynGrid ДЛЯ РОЗРАХУНКІВ МОЛЕКУЛЯРНОЇ ДИНАМІКИ БІОПОЛІМЕРІВ

Virtual laboratory MolDynGrid has been established in the frame of the Ukrainian academic grid infrastructure for the calculations of molecular dynamics of biological macromolecules.The integrated environment is introduced in virtual laboratory MolDynGrid for the automation of computational  calculations. А web-portal of virtual laboratory has been created (http://moldyngrid.org), which is composed of  computational, analytical and educational blocks аnd data base of molecular dynamics simulations.Виртуальная лаборатория MolDynGrid создана в рамках украинской академической грид-инфраструктуры  для проведения расчетов молекулярной динамики биологических макромолекул. В  виртуальной лаборатории MolDynGrid внедрена интегрированная среда для автоматизации компьютерных расчетов. Создан веб-портал виртуальной лаборатории (http://moldyngrid.org), который состоит из расчетного, аналитического и обучающего  блоков и базы данных траекторий молекулярной динамики.Віртуальна лабораторія MolDynGrid створена в рамках української академічної грід-інфраструктури  для проведення розрахунків молекулярної динаміки біологічних макромолекул. В  віртуальній лабораторії MolDynGrid впроваджене інтегроване середовище для автоматизації комп’ютерних розрахунків. Створено веб-портал віртуальної лабораторії, що складається з розрахункового, аналітичного і навчального блоків та бази даних траєкторій молекулярної динаміки

Механическая поддержка кровообращения при чрескожном коронарном вмешательстве высокого риска

High-risk percutaneous coronary intervention involves technical challenges in performing revascularization, hemodynamic instability and heart rate variability, and possible complications. Mechanical circulatory support devices ensure hemodynamic stability and expansion of opportunities for revascularization. Current methods include the following devices: intra-aortic balloon counterpulsation, Impella, TandemHeart, and venoarterial extracorporeal membrane oxygenation. The review accumulates current evidences on the use of these devices for mechanical circulatory support during high-risk percutaneous coronary intervention from the reports, registries, randomized and observational studies, as well as clinical trials.Чрескожное коронарное вмешательство высокого риска подразумевает технические трудности при выполнении реваскуляризации, нестабильность сердечного ритма и гемодинамики и возможные осложнения. Одним из способов обеспечения гемодинамической стабильности и расширения возможностей для реваскуляризации являются использование устройств механической поддержки кровообращения. На данный момент арсенал методов представлен следующими устройствами: внутриаортальная баллонная контрпульсация, Impella, TandemHeart и вено-артериальная мембранная оксигенация. В обзоре рассмотрены актуальные сообщения, данные регистров, рандомизированных и наблюдательных исследований, а также клинические протоколы, посвященные использованию этих устройств для механической поддержки кровообращения во время чрескожного коронарного вмешательства высокого риска

Анализ госпитальных и отдаленных результатов чрескожного коронарного вмешательства с поддержкой экстракорпоральной мембранной оксигенации у пациентов с ишемической болезнью сердца

Aim. To analyze in-hospital and long-term (12 months) results of percutaneous coronary intervention (PCI) supported by extracorporeal membrane oxygenation (ECMO) in patients with stable coronary heart disease and multivessel coronary artery disease, and to justify the use of such approach in the treatment of this group of patients.Methods. The retrospective analysis included 13 patients with stable coronary artery and multivessel coronary disease. The mean SYNTAX score before the intervention was 31.4±10.8. Between 30 days and 12 months in the postoperative period, the frequency and type of the following major adverse cardiovascular events (MACE) was assessed: all-cause death, myocardial infarction, stroke, repeat revascularization. Twelve months after the event, the data on the frequency and type of adverse cardiovascular events were collected by means of telephone follow-up.Results. Coronary intervention supported by ECMO was performed in all patients. 8 (61.6%) patients required an open surgical approach for ECMO cannula insertion. Door to balloon time was 109.6±79.2 minutes. The mean duration of ECMO support was 101.7±45.4 minutes. Haemodynamic instability, abnormalities in pulmonary gas exchange and rhythm disturbances were not revealed during primary PCI, making it possible to wean off the ECMO post-PCI. The mean residual SYNTAX score was 9.3±11.8. BARC class ≥3 bleeding complications were observed in 6 of 13 patients. Long-term major adverse cardiovascular events with fatal outcomes occurred in 3 (23.1%) patients.Conclusion. Supporting high-risk PCI with ECMO in patients with stable coronary artery disease, multivessel coronary artery disease and low left ventricular ejection fraction made it possible to successfully perform the intervention in all patients. Nevertheless, the long-term (12 months) results show a high percentage of recurrent myocardial infarction, which can be associated with high residual SYNTAX score.Цель. Проанализировать госпитальные и отдаленные (12 мес.) результаты чрескожного коронарного вмешательства (ЧКВ) с применением экстракорпоральной мембранной оксигенации (ЭКМО) у пациентов с ишемической болезнью сердца (ИБС) и многососудистым поражением коронарных артерий (КА) с обоснованием применения данного подхода при реваскуляризации миокарда.Материалы и методы. В ретроспективный анализ включены 13 больных стабильной ИБС в сочетании с многососудистым поражением КА. Средний балл по шкале SYNTAX перед вмешательством составил 31,4±10,8. В послеоперационном периоде оценена частота и структура комбинированной конечной точки, включающей серьезные неблагоприятные кардиоваскулярные события (MACCE): смерть от всех причин, инфаркт миокарда, инсульт, повторная реваскуляризация миокарда на протяжении 30 дней и 12 мес. Через 12 мес. после индексного события с помощью телефонного опроса выполнен учет частоты и структуры неблагоприятных кардиоваскулярных событий.Результаты. Коронарное вмешательство с поддержкой ЭКМО проведено всем больным. Восьми (61,6%) пациентам установка канюль ЭКМО произведена хирургическим способом. В остальных случаях канюли устанавливали пункционно с последующим ушиванием сосудистой стенки устройством ProStar XL. Длительность процедуры ЧКВ составила 109,6±79,2 мин. Среднее время подключения аппарата ЭКМО – 101,7±45,4 мин. При выполнении основного этапа ЧКВ серьезных отклонений гемодинамики, газообмена и нарушений ритма не выявлено, что позволило отключиться от циркуляторной поддержки в рентгеноперационной после ЧКВ. Средний остаточный балл по шкале SYNTAX составил 9,3±11,8. Геморрагические осложнения по шкале BARC ≥3 отмечены у 6 из 13 пациентов. Неблагоприятные кардиоваскулярные события в отдаленном периоде с летальным исходом зарегистрированы в 3 (23,1%) случаях.Заключение. Использование ЭКМО в качестве поддержки кровообращения при ЧКВ высокого риска у пациентов со стабильной ИБС в сочетании с многососудистым поражением КА и низкой фракцией выброса левого желудочка позволило выполнить успешное вмешательство всем участникам исследования. Тем не менее отдаленные (12 мес.) результаты показывают значительный процент повторного инфаркта миокарда, что, возможно, связано с высоким остаточным баллом по шкале Syntax

Органопротективные эффекты экстракорпоральной мембранной оксигенации и внутриаортальной баллонной контрпульсации при чрескожном коронарном вмешательстве высокого риска у пациентов с острым коронарным синдромом

Purpose of the study: to evaluate the organoprotective effects of veno-arterial extracorporeal membrane oxygenation and intra-aortic balloon pump during high-risk percutaneous coronary intervention in acute coronary syndrome.Materials and methods. Patients required mechanical circulatory support (n=51) were divided into two study groups: patients who received mechanical circulatory support by veno-arterial extracorporeal membrane oxygenation (ECMO) (Group 1, n=29) during high-risk percutaneous coronary intervention, and Group 2 patients who received mechanical circulatory support by intra-aortic balloon pump (IABP) during high-risk percutaneous coronary intervention (Group 2, n=22). The dynamics of instrumental parameters and laboratory markers of organ damage were evaluated by electrocardiography, echocardiography, determining troponin I, creatine phosphokinases and creatinine levels, NGAL, venous blood saturation to compare the organoprotective properties of mechanical circulation support in the intra- and postoperative period.Results. The following values of the parameters were found the next day after the intervention: troponin I — 0.18 (0.1; 2.3) ng/ml in the ECMO group and 1.64 (0.92; 2.36) ng/ml in the IABP group (P=0.045); serum NGAL —139.4 (88.1; 166.7) ng/ml in the ECMO group and 212.3 (102; 279) in the IABP group (P=0.027); renal dysfunction (stages R, I, F according to RIFLE) — 2 (6.8%) observations in the ECMO group and 7 (31.8%) in the IABP group (P=0.021); multiple organ failure (2 or more points according to SOFA) — 3 (10.3%) cases in the ECMO group and 12 (54.5%) in the IABP group (P=0.001).Conclusion. Veno-arterial ECMO in comparison with IABP has a more pronounced organoprotective effect by achieving better hemodynamic stability, which, in turn, prevents hypoxia and the subsequent development of organ dysfunction. In addition, in conditions of veno-arterial ECMO, better completeness and quality of revascularization is ensured, and hospital mortality is also reduced.Цель исследования: оценить органопротективные эффекты вено-артериальной экстракорпоральной мембранной оксигенации (ЭКМО) и внутриаортальной баллонной контрпульсации (ВАБК) во время чрескожного коронарного вмешательства высокого риска (ЧКВ ВР) при остром коронарном синдроме.Материалы и методы. В исследование включили 51 пациента и разделили на две исследуемые группы. Группа 1 (ЧКВ+ЭКМО) n=29 — пациенты, которым во время чрескожного коронарного вмешательства высокого риска оказывалась механическая поддержка кровообращения в виде вено-артериальной экстракорпоральной мембранной оксигенации. Группа 2 (ЧКВ+ВАБК) n=22 — пациенты, которым во время чрескожного коронарного вмешательства высокого риска оказывалась механическая поддержка кровообращения в виде внутриаортальной баллонной контрпульсации. Для сравнения органопротективных свойств механической поддержки кровообращения в интра— и послеоперационном периоде оценивали динамику инструментальных и лабораторных маркеров органного повреждения: электрокардиограммы, эхокардиограммы, содержания тропонина I, общей и МВ фракции креатинфосфокиназы, креатинина, NGAL, сатурации венозной крови.Результаты. На следующие сутки после вмешательства отмечали следующие показатели исследуемых параметров: тропонин I — 0,18 (0,1; 2,3) нг/мл в группе ЧКВ+ЭКМО и 1,64 (0,92; 2,36) нг/мл в группе ЧКВ+ВАБК (p=0,045); сывороточный NGAL — 139,4 (88,1; 166,7) нг/мл в группе ЧКВ+ЭКМО и 212,3 (102; 279) в группе ЧКВ+ВАБК (p=0,027); почечная дисфункция (стадии R, I, F по RIFLE) — 2 (6,8%) наблюдения в группе ЧКВ+ЭКМО и 7 (31,8%) в группе ЧКВ+ВАБК (p=0,021); полиорганная недостаточность (2 и более баллов по SOFA) — 3 (10,3%) наблюдения в группе ЧКВ+ЭКМО и 12 (54,5%) в группе ЧКВ+ВАБК (p=0,001).Заключение. Вено-артериальная ЭКМО по сравнению с ВАБК оказывает более выраженный органопротективный эффект путем достижения гемодинамической стабильности, что, в свою очередь, предупреждает развитие гипоксии и последующей органной дисфункции. Кроме того, в условиях вено-артериальной ЭКМО обеспечивается лучшее качество и полнота реваскуляризации, а также снижается госпитальная летальность

Кардиогенный шок: обновление

Cardiogenic shock is a critical condition characterized by rapid development of multiple organ dysfunction in the absence of intensive care. The article describes Abstract    modern concepts about pathophysiology and approaches to treat intensive care. The concept of phased therapy as well as methods of mechanical circulatory support are discussed. The working algorithm for choosing the optimal method was proposed.Кардиогенный шок - критическое состояние, характеризующееся молниеносным развитием полиорганной недостаточности в условиях отсутствия интенсивной терапии. В статье описаны современные представления о направлениях патофизиологии, современные подходы к интенсивной терапии, рассматривается концепция «фазности» терапии, а также рассматриваются способы механической поддержки кровообращения и предлагается рабочий алгоритм выбора оптимального метода

EPIdemiology of Surgery-Associated Acute Kidney Injury (EPIS-AKI) : Study protocol for a multicentre, observational trial

More than 300 million surgical procedures are performed each year. Acute kidney injury (AKI) is a common complication after major surgery and is associated with adverse short-term and long-term outcomes. However, there is a large variation in the incidence of reported AKI rates. The establishment of an accurate epidemiology of surgery-associated AKI is important for healthcare policy, quality initiatives, clinical trials, as well as for improving guidelines. The objective of the Epidemiology of Surgery-associated Acute Kidney Injury (EPIS-AKI) trial is to prospectively evaluate the epidemiology of AKI after major surgery using the latest Kidney Disease: Improving Global Outcomes (KDIGO) consensus definition of AKI. EPIS-AKI is an international prospective, observational, multicentre cohort study including 10 000 patients undergoing major surgery who are subsequently admitted to the ICU or a similar high dependency unit. The primary endpoint is the incidence of AKI within 72 hours after surgery according to the KDIGO criteria. Secondary endpoints include use of renal replacement therapy (RRT), mortality during ICU and hospital stay, length of ICU and hospital stay and major adverse kidney events (combined endpoint consisting of persistent renal dysfunction, RRT and mortality) at day 90. Further, we will evaluate preoperative and intraoperative risk factors affecting the incidence of postoperative AKI. In an add-on analysis, we will assess urinary biomarkers for early detection of AKI. EPIS-AKI has been approved by the leading Ethics Committee of the Medical Council North Rhine-Westphalia, of the Westphalian Wilhelms-University Münster and the corresponding Ethics Committee at each participating site. Results will be disseminated widely and published in peer-reviewed journals, presented at conferences and used to design further AKI-related trials. Trial registration number NCT04165369

Flexible 3D structure of Bos taurus tyrosyl-tRNA synthetase suggests the existence of hinge mechanism provided by conservative Gly353 at interdomain linker

Mammalian tyrosyl-tRNA synthetase is composed of two structural modules: N-terminal catalytic miniTyrRS and non-catalytic cytokine-like C-terminal module connected by a flexible peptide linker. Till now, the 3D structure of any full-length mammalian TyrRS has not been solved by X-ray crystallography. The aim of this work was a homology modeling of 3D structure of full-lehgth B. taurus tyrosyl-tRNA synthetase. Methods. Homology modeling of TyrRS was performed by Modeller 9.1 package. Quality of the models was assessed using Biotech Validation Suite web-server. Results. Our BLAST search identified 34 % sequence homology between interdomain linker of TyrRS and linker of human c-Abl tyrosine kinase. In order to model the full-length TyrRS structure we assembled the models of three parts of the protein (N- and C- terminal domains and the linker) using Modeller 9.1 software. The best Abl-17 model structure was refined by energy minimization. Conclusions. High flexibility of the interdomain linker can generate multiple conformations of TyrRS. The hinge mechanism at interdomain linker may be provided by conservative Gly353. It is proposed, that due to the linker flexibility an open extended conformation of TyrRS could transform into closed conformations in the enzyme-substrate complexes

The mechanisms of substrates interaction with the active site of Mycobacterium tuberculosis tyrosyl-tRNA synthetase studied by molecular dynamics simulations

Aim. To study the mechanisms of substrates interaction with the active site of Mycobacterium tuberculosis tyrosyl-tRNA synthetase (MtTyrRS). Methods. Complexes of MtTyrRS with tyrosine, ATP and tyrosyl adenylate were constructed by superposition of the MtTyrRS structure and crystallographic structures of bacterial TyrRS. All complexes of MtTyrRS with substrates were investigated by molecular dynamics (MD) simulations in solution. Results. It was shown the formation of network of hydrogen bonds between substrates and the MtTyrRS active center, which were stable in the course of MD simulations. ATP binds in the active site both by hydrogen bonds and via electrostatic interactions with Lys231 and Lys234 of catalytic KFGKS motif. Conclusions. The L-tyrosine binding site in the enzyme active site is negatively charged, whereas the ATP binding site contains positive Lys231 and Lys234 residues of catalytic KFGKS motif. The occupancy of H-bonds between substrates and the enzyme evidences a significant conformational mobility of the active site