GliomaPredict: A Clinically Useful Tool for Assigning Glioma Patients to Specific Molecular Subtypes

Background: Advances in generating genome-wide gene expression data have accelerated the development of molecular-based tumor classification systems. Tools that allow the translation of such molecular classification schemas from research into clinical applications are still missing in the emerging era of personalized medicine. Results: We developed GliomaPredict as a computational tool that allows the fast and reliable classification of glioma patients into one of six previously published stratified subtypes based on sets of extensively validated classifiers derived from hundreds of glioma transcriptomic profiles. Our tool utilizes a principle component analysis (PCA)-based approach to generate a visual representation of the analyses, quantifies the confidence of the underlying subtype assessment and presents results as a printable PDF file. GliomaPredict tool is implemented as a plugin application for the widely-used GenePattern framework. Conclusions: GliomaPredict provides a user-friendly, clinically applicable novel platform for instantly assigning gene expression-based subtype in patients with gliomas thereby aiding in clinical trial design and therapeutic decisionmaking. Implemented as a user-friendly diagnostic tool, we expect that in time GliomaPredict, and tools like it, will become routinely used in translational/clinical research and in the clinical care of patients with gliomas

NEURO-MECHANICAL METHODS OF CONTROL AND DIAGNOSTICS OF THE TECHNICAL STATE OF AIRCRAFT ENGINE TV3-117 IN FILM REGIONS

 Предметом дослідження в статті є режими роботи авіаційного двигуна ТВ3-117 та методи їх контролю і діагностики. Мета роботи – розробка методів контролю і діагностики технічного стану авіаційного двигуна ТВ3-117 на основі нейромережевих технологій у режимі реального часу. В статті вирішуються наступні завдання: обґрунтування передумов застосування нейронних мереж у задачі контролю і діагностики технічного стану авіаційного двигуна ТВ3-117, побудова узагальненої нейронної мережі та вибір алгоритму її навчання, розв’язок задачі контролю параметрів технічного стану авіаційного двигуна ТВ3-117 із застосуванням нейронних мереж. Використовуються такі методи: методи теорії ймовірностей і математичної статистики, методи нейроінформатики, методи теорії інформаційних систем та обробки даних. Отримано наступні результати: Обґрунтовано доцільність застосування нейронних мереж у задачі контролю і діагностики технічного стану авіаційного двигуна ТВ3-117. Обґрунтовано доцільність розробки нейронних мереж на базі на базі нейрорегулятора NN Predictive Controller. Обґрунтовано доцільність застосування градієнтного методу навчання нейронних мереж, а також розроблено метод навчання нейрорегулятора на основі нейромодулятора із застосуванням методу зворотного поширення помилки. Отримано розв’язок задачі контролю параметрів технічного стану авіаційного двигуна ТВ3-117, який підтверджує доцільність застосування нейронних мереж у задачі контролю і діагностики технічного стану авіаційного двигуна ТВ3-117. Висновки: Застосування нейромережевих технологій э ефективним при розв’язку широкого кола погано формалізованих задач, однією з яких є задача контролю технічного стану авіаційного двигуна ТВ3-117. Перевагою нейронних мереж при їх застосуванні у задачах контролю і діагностики технічного стану авіаційного двигуна ТВ3-117 є можливість роботи з малими навчальними вибірками, призначенням м’яких допусків, використанням досвіду експертів для оцінки технічного стану авіаційного двигуна ТВ3-117, що є важливим в умовах неповноти інформації.Ключові слова: авіаційний двигун, нейронна мережа, технічний стан, контроль і діагностикаThe subject of the study in the article is the modes of operation of the aircraft engine TV3-117 and methods of their control and diagnostics.  The purpose of the work is to develop methods of control and diagnostics of the technical condition of the aircraft engine TV3-117 on the basis of neural network technologies in real time.  The following tasks are solved: substantiation of the preconditions of the use of neural networks in the task of control and diagnostics of the technical condition of the aircraft engine TV3-117, construction of the generalized neural network and the choice of the algorithm for its training, the solution of the task of controlling the parameters of the technical condition of the aircraft engine TV3-117 with the use of neural networks.  The following methods are used: methods of probability theory and mathematical statistics, methods of neuroinformatics, methods of the theory of information systems and data processing.  The following results were obtained: The feasibility of using neural networks in the task of controlling and diagnosing the technical condition of the aircraft engine TV3-117 was substantiated.  The expediency of developing neural networks based on the NN Predictive Controller. The expediency of using the gradient method of teaching neural networks is substantiated, as well as the method of training a neuro-regulator based on a neuro-modulator with the use of the method of reverse error propagation.  The expediency of using the gradient method of teaching neural networks is substantiated, as well as the method of training a neuro-regulator based on a neuro-modulator with the use of the method of reverse error propagation. The solution of the task of controlling the parameters of the technical condition of the aircraft engine ТВ3-117, which confirms the expediency of using neural networks in the task of control and diagnostics of the technical condition of the aircraft engine TV3-117, is obtained. Conclusions: The application of neural network technologies is effective in solving a wide range of poorly formalized tasks, one of which is the task of controlling the technical condition of the aircraft engine TV3-117. The advantage of neural networks in their application in the tasks of control and diagnostics of the technical condition of the aircraft engine TV3-117 is the possibility of working with small training samples, the appointment of soft tolerances, using the experience of experts to assess the technical condition of the aircraft engine TV3-117, which is important in the condition’s information incompleteness.Keywords: engine, neural network, technical condition, control and diagnosi

Age-Specific Signatures of Glioblastoma at the Genomic, Genetic, and Epigenetic Levels

Age is a powerful predictor of survival in glioblastoma multiforme (GBM) yet the biological basis for the difference in clinical outcome is mostly unknown. Discovering genes and pathways that would explain age-specific survival difference could generate opportunities for novel therapeutics for GBM. Here we have integrated gene expression, exon expression, microRNA expression, copy number alteration, SNP, whole exome sequence, and DNA methylation data sets of a cohort of GBM patients in The Cancer Genome Atlas (TCGA) project to discover age-specific signatures at the transcriptional, genetic, and epigenetic levels and validated our findings on the REMBRANDT data set. We found major age-specific signatures at all levels including age-specific hypermethylation in polycomb group protein target genes and the upregulation of angiogenesis-related genes in older GBMs. These age-specific differences in GBM, which are independent of molecular subtypes, may in part explain the preferential effects of anti-angiogenic agents in older GBM and pave the way to a better understanding of the unique biology and clinical behavior of older versus younger GBMs

Технологическое обеспечение операций лазерной технологии в полиграфии

Для відомих та нових видів лазерної обробки при виготовленні поліграфічної продукції запропоновано методики вибору режимів обробки для різних технологічних схем формоутворення та їх інформаційне забезпечення.For the known and new types of laser machining at making of graphic art the methods of machining modes choice for the different flowsheets of forming and them informative providing are offered.Для известных и новых видов лазерной обработки при изготовлении полиграфической продукции предложены методики выбора режимов обработки для разных технологических схем формообразования и их информационное обеспечение

Neuronal and glioma-derived stem cell factor induces angiogenesis within the brain

SummaryStem cell factor (SCF) is overexpressed by neurons following brain injury as well as by glioma cells; however, its role in gliomagenesis remains unclear. Here, we demonstrate that SCF directly activates brain microvascular endothelial cells (ECs) in vitro and induces a potent angiogenic response in vivo. Primary human gliomas express SCF in a grade-dependent manner and induce normal neurons to express SCF in brain regions infiltrated by glioma cells, areas that colocalize with prominent angiogenesis. Downregulation of SCF inhibits tumor-mediated angiogenesis and glioma growth in vivo, whereas overexpression of SCF is associated with shorter survival in patients with malignant gliomas. Thus, the SCF/c-Kit pathway plays an important role in tumor- and normal host cell-induced angiogenesis within the brain

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ СИСТЕМЫ АКТИВНОГО ЭКРАНИРОВАНИЯ ТЕХНОГЕННОГО МАГНИТНОГО ПОЛЯ ПРОМЫШЛЕННОЙ ЧАСТОТЫ С РАЗЛИЧНЫМИ АЛГОРИТМАМИ УПРАВЛЕНИЯ С ПОМОЩЬЮ ОДНОЙ ОБМОТКИ

Purpose. Development of methodology and experimental studies of the layout of the active screening of technogenic power frequency magnetic fields with different control algorithms with a single coil magnetic executive body. Methodology. In the course of mathematical modeling to determine geometrical size of the magnetic coil executive body based on the size of the protected area, and the configuration of the coil magnetic executive body is determined based on the required uniformity of the magnetic field distribution in the protected area. Results. Experimental studies of open, closed and combined systems of active screening of technogenic power frequency magnetic fields with a single coil magnetic executive body. Originality. For the first time experimentally confirmed the possibility of reducing the level of induction of man-made power frequency magnetic fields in a given area 3-5 times with a single coil magnetic executive body.. The possibility of reducing the level of the magnetic field in a limited area of the space by 15-20 times Practical value. On the basis of the calculations the layout of active screening of technogenic power frequency magnetic fields with different control algorithms with a single coil magnetic executive body has been made.Цель. Разработка методики и проведение экспериментальных исследований макета системы активного экранирования техногенного магнитного поля промышленной частоты с различными алгоритмами управления с помощью одной обмотки магнитного исполнительного органа. Методика. В ходе математического моделирования определяются геометрические размеры обмотки магнитного исполнительного органа исходя из размеров защищаемой области, а конфигурация обмотки магнитного исполнительного органа определяется исходя из требуемой равномерности распределения магнитного поля в защищаемой области. Результаты. Проведены экспериментальные исследования разомкнутых, замкнутых и комбинированных систем активного экранирования техногенного магнитного поля промышленной частоты с одной обмоткой магнитного исполнительного органа. Научная новизна. Впервые экспериментально подтверждена возможность уменьшения уровня индукции техногенного магнитного поля промышленной частоты в заданной зоне в 3-5 раз с одной обмоткой магнитного исполнительного органа. Показана возможность уменьшения уровня индукции магнитного поля в ограниченной зоне рассматриваемого пространства в 15-20 раз. Практическая значимость. На основании проведенных расчетов был изготовлен макет системы активного экранирования техногенного магнитного поля промышленной частоты с различными алгоритмами управления с помощью одной обмотки магнитного исполнительного органа.Мета. Розробка методики і проведення експериментальних досліджень макета системи активного екранування техногенного магнітного поля промислової частоти з різними алгоритмами управління за допомогою однієї обмотки магнітного виконавчого органу. Методика. В ході математичного моделювання визначаються геометричні розміри обмотки магнітного виконавчого органу виходячи з розмірів області, в якій здійснюється захист, а конфігурація обмотки магнітного виконавчого органу визначається виходячи з необхідної рівномірності розподілу магнітного поля. Результати. Проведено експериментальні дослідження розімкнутих, замкнутих і комбінованих систем активного екранування техногенного магнітного поля промислової частоти з однією обмоткою магнітного виконуючого органу. Наукова новизна. Вперше експериментально підтверджена можливість зменшення рівня індукції техногенного магнітного поля промислової частоти в заданій зоні в 3-5 раз з однією обмоткою магнітного виконавчого органу. Показана можливість зменшення рівня індукції магнітного поля в обмеженій зоні розглянутого простору в 15-20 раз. Практична значимість. На підставі проведених розрахунків був виготовлений макет системи активного екранування техногенного магнітного поля промислової частоти з різними алгоритмами управління за допомогою однієї обмотки магнітного виконуючого органу

GliomaPredict: a clinically useful tool for assigning glioma patients to specific molecular subtypes

<p>Abstract</p> <p>Background</p> <p>Advances in generating genome-wide gene expression data have accelerated the development of molecular-based tumor classification systems. Tools that allow the translation of such molecular classification schemas from research into clinical applications are still missing in the emerging era of personalized medicine.</p> <p>Results</p> <p>We developed GliomaPredict as a computational tool that allows the fast and reliable classification of glioma patients into one of six previously published stratified subtypes based on sets of extensively validated classifiers derived from hundreds of glioma transcriptomic profiles. Our tool utilizes a principle component analysis (PCA)-based approach to generate a visual representation of the analyses, quantifies the confidence of the underlying subtype assessment and presents results as a printable PDF file. GliomaPredict tool is implemented as a plugin application for the widely-used GenePattern framework.</p> <p>Conclusions</p> <p>GliomaPredict provides a user-friendly, clinically applicable novel platform for instantly assigning gene expression-based subtype in patients with gliomas thereby aiding in clinical trial design and therapeutic decision-making. Implemented as a user-friendly diagnostic tool, we expect that in time GliomaPredict, and tools like it, will become routinely used in translational/clinical research and in the clinical care of patients with gliomas.</p

A classification model for distinguishing copy number variants from cancer-related alterations

<p>Abstract</p> <p>Background</p> <p>Both somatic copy number alterations (CNAs) and germline copy number variants (CNVs) that are prevalent in healthy individuals can appear as recurrent changes in comparative genomic hybridization (CGH) analyses of tumors. In order to identify important cancer genes CNAs and CNVs must be distinguished. Although the Database of Genomic Variants (DGV) contains a list of all known CNVs, there is no standard methodology to use the database effectively.</p> <p>Results</p> <p>We develop a prediction model that distinguishes CNVs from CNAs based on the information contained in the DGV and several other variables, including segment's length, height, closeness to a telomere or centromere and occurrence in other patients. The models are fitted on data from glioblastoma and their corresponding normal samples that were collected as part of The Cancer Genome Atlas project and hybridized to Agilent 244 K arrays.</p> <p>Conclusions</p> <p>Using the DGV alone CNVs in the test set can be correctly identified with about 85% accuracy if the outliers are removed before segmentation and with 72% accuracy if the outliers are included, and additional variables improve the prediction by about 2-3% and 12%, respectively. Final models applied to data from ovarian tumors have about 90% accuracy with all the variables and 86% accuracy with the DGV alone.</p

DiNAMIC: a method to identify recurrent DNA copy number aberrations in tumors

Motivation: DNA copy number gains and losses are commonly found in tumor tissue, and some of these aberrations play a role in tumor genesis and development. Although high resolution DNA copy number data can be obtained using array-based techniques, no single method is widely used to distinguish between recurrent and sporadic copy number aberrations