Stability aspects of the traveling salesman problem based on k-best solutions

AbstractThis paper discusses stability analysis for the Traveling Salesman Problem (TSP). For a traveling salesman tour which is known to be optimal with respect to a given instance (length vector) we are interested in determining the stability region, i.e. the set of all length vectors for which the tour is optimal. The following three subsets of the stability region are of special interest: 1.(1) tolerances, i.e. the maximum perturbations of single edges;2.(2) tolerance regions which are subsets of the stability region that can be constructed from the tolerances; and3.(3) the largest ball contained in the stability region centered at the given length vector (the corresponding radius is known as the stability radius). It is well known that the problems of determining tolerances and the stability radius for the TSP are NP-hard so that in general it is not possible to obtain the above-mentioned three subsets without spending a lot of computation time. The question addressed in this paper is the following: assume that not only an optimal tour is known, but also a set of k shortest tours (k ⩾2) is given. Then to which extent does this allow us to determine the three subsets in polynomial time? It will be shown in this paper that having k-best solutions can give the desired information only partially. More precisely, it will be shown that only some of the tolerances can be determined exactly and for the other ones as well as for the stability radius only lower and/or upper bounds can be derived. Since the amount of information that can be derived from the set of k-best solutions is dependent on both the value of k as well as on the specific length vector, we present numerical experiments on instances from the TSPLIB library to analyze the effectiveness of our approach

The prevalence of alpha1−antitrypsinalpha{1}-antitrypsin deficiency in a representative population sample from Poland

SummaryAimSevere alpha1-antitrypsin (AAT) deficiency is one of the most common genetic disorders in Caucasians. The aim of the present study was to assess an unbiased frequencies of PI*S and PI*Z alleles using genotyping of a representative sample from the general population of Poland.MethodsA random sample of age- and gender-stratified residents, aged 20 years or older, was drawn from the municipal directory of Kraków, Poland. The two most common deficiency alleles: PI*S and PI*Z were genotyped with qualitative real-time PCR using degenerative dual-labeled allele-specific fluorescent probes.ResultsIn the total population of 859 adult subjects (mean age: 49.5 years; range: 20–90), 28 heterozygotes MS, 18 heterozygotes MZ and one homozygote S were diagnosed. The frequency of PI*S allele was 17.5 (95% CI: 11.6–23.9) per 1000; and that of PI*Z was 10.5 (95% CI: 5.8–15.7) per 1000. Therefore, the estimated prevalence of inherited severe AAT deficiency (homozygotes Z) in Poland is 1/9110 (95% CI: 1/4057–1/29,727).ConclusionsIn the whole population of Poland comprising 38 millions, one may expect of about 4189 (95% CI: 1284–9406) subjects with severe AAT deficiency. These numbers are high enough to consider genetic testing being introduced into a common clinical practice

Experimental therapies of articular lesions in patients with rheumatoid arthritis

Wprowadzenie i cel pracy. Reumatoidalne zapalenie stawów (RZS) jest jedną z najczęstszych chorób tkanki łącznej o podłożu autoimmunologicznym. Charakteryzuje się zwłaszcza stanem zapalnym stawów, prowadzącym do postępującego uszkodzenia i utraty ich czynności, czego następstwem jest niepełnosprawność motoryczna chorego. Celem pracy jest zestawienie wybranych nowoczesnych metod leczenia zmian stawowych w RZS, będących obecnie we wczesnych i zaawansowanych fazach badań klinicznych. Skrócony opis stanu wiedzy. Obecnie leczenie RZS opiera się przede wszystkim na postępowaniu objawowym, stosowaniu biologicznych i syntetycznych leków modyfikujących przebieg choroby, a także na rehabilitacji oraz chirurgicznym leczeniu powikłań. Prowadzone są badania nad nowymi, obiecującymi metodami leczenia, jak immunoterapia i terapia genowa, dostawowe podawanie osocza bogatopłytkowego (platelet-rich plasma, PRP), mezenchymalnych komórek macierzystych, a także nad łączeniem ww. metod. Podsumowanie. Szybki postęp w leczeniu RZS obserwowany w ostatnich latach zawdzięczamy głównie wprowadzeniu leczenia biologicznego. Jednak nadal nie obserwuje się zadowalającej odpowiedzi klinicznej u istotnej grupy chorych, pomimo długotrwałego leczenia konwencjonalnego. Istnieje nadzieja, że opisane w pracy metody, wymierzone precyzyjnie w molekularne patomechanizmy choroby, istotnie przybliżą rozwiązanie problemu leczenia zmian stawowych w RZS.Introduction and purpose. Rheumatoid arthritis (RA) is one of the most common autoimmune diseases affecting connective tissue. It is characterized by inflammation of the joints leading to progressive damage and loss of joint function, and subsequently to physical disability of the patient. The aim of the article is to provide an overview of the experimental RA therapies of articular lesions that are currently in early and advanced stages of clinical development. Brief description. RA management is presently based on symptomatic treatment, taking biological and synthetic disease-modifying antirheumatic drugs (DMARDs), physiotherapy and surgical correction of articular complications. There are many drugs currently under investigation, such as immune and gene therapy, platelet rich plasma intraarticular injections, application of mesenchymal stem cells, as well as a combination of techniques listed above. Summary. Over the last few years, the rapid progress in RA treatment has been made by introduction of biological treatment. However, no satisfactory clinical response is observed in a significant group of patients, despite the long-term conventional treatment. Hopefully, the techniques described briefly in this review targeting molecular pathomechanisms, are believed to be useful in finding solutions in the treatment of RA articular lesions

Experimental therapies of articular lesions in patients with rheumatoid arthritis

Wprowadzenie i cel pracy. Reumatoidalne zapalenie stawów (RZS) jest jedną z najczęstszych chorób tkanki łącznej o podłożu autoimmunologicznym. Charakteryzuje się zwłaszcza stanem zapalnym stawów, prowadzącym do postępującego uszkodzenia i utraty ich czynności, czego następstwem jest niepełnosprawność motoryczna chorego. Celem pracy jest zestawienie wybranych nowoczesnych metod leczenia zmian stawowych w RZS, będących obecnie we wczesnych i zaawansowanych fazach badań klinicznych. Skrócony opis stanu wiedzy. Obecnie leczenie RZS opiera się przede wszystkim na postępowaniu objawowym, stosowaniu biologicznych i syntetycznych leków modyfikujących przebieg choroby, a także na rehabilitacji oraz chirurgicznym leczeniu powikłań. Prowadzone są badania nad nowymi, obiecującymi metodami leczenia, jak immunoterapia i terapia genowa, dostawowe podawanie osocza bogatopłytkowego (platelet-rich plasma, PRP), mezenchymalnych komórek macierzystych, a także nad łączeniem ww. metod. Podsumowanie. Szybki postęp w leczeniu RZS obserwowany w ostatnich latach zawdzięczamy głównie wprowadzeniu leczenia biologicznego. Jednak nadal nie obserwuje się zadowalającej odpowiedzi klinicznej u istotnej grupy chorych, pomimo długotrwałego leczenia konwencjonalnego. Istnieje nadzieja, że opisane w pracy metody, wymierzone precyzyjnie w molekularne patomechanizmy choroby, istotnie przybliżą rozwiązanie problemu leczenia zmian stawowych w RZS.Introduction and purpose. Rheumatoid arthritis (RA) is one of the most common autoimmune diseases affecting connective tissue. It is characterized by inflammation of the joints leading to progressive damage and loss of joint function, and subsequently to physical disability of the patient. The aim of the article is to provide an overview of the experimental RA therapies of articular lesions that are currently in early and advanced stages of clinical development. Brief description. RA management is presently based on symptomatic treatment, taking biological and synthetic disease-modifying antirheumatic drugs (DMARDs), physiotherapy and surgical correction of articular complications. There are many drugs currently under investigation, such as immune and gene therapy, platelet rich plasma intraarticular injections, application of mesenchymal stem cells, as well as a combination of techniques listed above. Summary. Over the last few years, the rapid progress in RA treatment has been made by introduction of biological treatment. However, no satisfactory clinical response is observed in a significant group of patients, despite the long-term conventional treatment. Hopefully, the techniques described briefly in this review targeting molecular pathomechanisms, are believed to be useful in finding solutions in the treatment of RA articular lesions

Aptamers—Diagnostic and Therapeutic Solution in SARS-CoV-2

The SARS-CoV-2 virus is currently the most serious challenge to global public health. Its emergence has severely disrupted the functioning of health services and the economic and social situation worldwide. Therefore, new diagnostic and therapeutic tools are urgently needed to allow for the early detection of the SARS-CoV-2 virus and appropriate treatment, which is crucial for the effective control of the COVID-19 disease. The ideal solution seems to be the use of aptamers—short fragments of nucleic acids, DNA or RNA—that can bind selected proteins with high specificity and affinity. They can be used in methods that base the reading of the test result on fluorescence phenomena, chemiluminescence, and electrochemical changes. Exploiting the properties of aptamers will enable the introduction of rapid, sensitive, specific, and low-cost tests for the routine diagnosis of SARS-CoV-2. Aptamers are excellent candidates for the development of point-of-care diagnostic devices and are potential therapeutic tools for the treatment of COVID-19. They can effectively block coronavirus activity in multiple fields by binding viral proteins and acting as carriers of therapeutic substances. In this review, we present recent developments in the design of various types of aptasensors to detect and treat the SARS-CoV-2 infection

Cytoimmune image of synovial fluid in rheumatoid arthritis. Evaluation of the impact of selected treatment methods

Publikacja recenzowana / Peer-reviewed publicationWprowadzenie: Pobranie płynu stawowego w reumatoidalnym zapaleniu stawów (RZS) umożliwia wgląd w miejscową aktywność zapalenia. W patogenezie zmian stawowych główną rolę pełnią komórki T, w tym dodatnie z ligandami receptorów śmierci: Ligand Fas (FasL) i TRAIL (TNF-related apoptosis-inducing ligand). W terapii RZS lekiem pierwszego rzutu jest metotreksat (MTX), w leczeniu uwzględnia się m.in. glikokortykosteroidy (metyloprednizolon) i niesteroidowe leki przeciwzapalne (NLPZ). Mało wiadomo o wpływie leczenia na profil immunologiczny płynu stawowego w RZS. Cel pracy: Scharakteryzowanie wpływu leczenia metyloprednizolonem i MTX na obraz cytoimmunologiczny płynu stawowego w RZS. Materiał i metody: Płyn stawowy pobrano od chorych z RZS leczonych metyloprednizolonem (n=11) i MTX (n=6). Grupę kontrolną stanowili chorzy przyjmujący tylko NLPZ (n=19). Zbadano całkowitą liczbę komórek (CLK), odsetek krwinek białych i fenotyp subpopulacji limfocytów płynu stawowego, w tym ekspresję FasL i TRAIL na komórkach Th i Tc. Wyniki: Stwierdzono spadek CLK płynu u chorych leczonych metyloprednizolonem lub MTX. W grupie MTX wzrosła wartość indeksu CD4/CD8 (mediany: 1,2 vs 0,7, p<0,05) w porównaniu z grupą NLPZ. Metyloprednizolon zmniejsza odsetek limfocytów T FasL+ i TRAIL+ (np. mediana CD8+TRAIL+ 12,0% u leczonych metyloprednizolonem, w porównaniu z 19,2% w grupie NLPZ, p<0,05; test U-Manna-Whitneya). Wnioski: W płynie stawowym chorych leczonych metyloprednizolonem wystąpiło obniżenie markerów cytotoksyczności limfocytów w porównaniu z grupą leczoną wyłącznie NLPZ. Równoległe zmiany grupy MTX nie były znamienne. Wysoka wartość indeksu CD4/CD8 w grupie leczonej MTX wynika prawdopodobnie z preferencyjnej eliminacji komórek cytotoksycznych. Badanie cytoimmunologiczne płynu stawowego może mieć znaczenie w ocenie skuteczności leczenia RZS.Introduction: Synovial fluid aspiration of patients with rheumatoid arthritis (RA) provides important information on the activity of the local inflammation. Synovial T lymphocytes, including cells positive with ligands of death receptors, i.e. Fas ligand (FasL) and TRAIL (TNF-related apoptosis-inducing ligand), both of which play an important role in RA pathogenesis. The first-line treatment of RA is methotrexate (MTX), but glucocorticoids (as prednisone) and non-steroid anti-infl ammatory drugs (NSAIDs) are also used. The impact of treatment on the immune profile of synovial fluid in RA has not yet been cleared. Objective: Characteristics of the influence of prednisone and MTX treatment on the cytoimmunological pattern of synovial fluid in RA patients. Material and methods: Synovial fluid was harvested from RA patients treated with prednisone (n=11) and MTX (n=6). The control group consisted of patients receiving NSAIDs only (n = 19). The total cell number (TCN), the percentage of leukocyte populations and the phenotype of lymphocytes, including FasL and TRAIL expression on Th and Tc cells, was analyzed. Results: In the prednisone and MTX-treated groups, a decline in TCN was found. The increased value of the CD4/CD8 index in the MTX group was statistically significant, as compared to the NSAIDs-treated group (median: 1.2 vs 0.7, p<0.05). In prednisone-treated patients, a statistically signifi cant decrease in the percentage of lymphocytes T FasL+ and TRAIL+ was observed (i.e. median of CD8+TRAIL+ cells was 12.0% vs 19.2% in the NSAIDs-treated group, p<0.05, U-Mann-Whitney test). Conclusions: In the synovial fluid of patients treated with prednisone, there was a decrease in the lymphocyte cytotoxicity markers compared to the group treated only with NSAIDs. Parallel changes in the MTX group were non-signifi cant. MTX seems to increase the value of the CD4/CD8 index, which can be interpreted as a result of CD8+ cytotoxic cell elimination. Cytological and immunological analysis of synovial fl uid may be useful to assess the efficacy of local treatment