Proteolysis dysfunction in the process of aging and age-related diseases

In this review, we discuss in detail the most relevant proteolytic systems that together with chaperones contribute to creating the proteostasis network that is kept in dynamic balance to maintain overall functionality of cellular proteomes. Data accumulated over decades demonstrate that the effectiveness of elements of the proteostasis network declines with age. In this scenario, failure to degrade misfolded or faulty proteins increases the risk of protein aggregation, chronic inflammation, and the development of age-related diseases. This is especially important in the context of aging-related modification of functions of the immune system

Wpływ rekombinowanej ludzkiej erytropoetyny na układ odpornościowy

Erytropoetyna (EPO) jest hormonem produkowanym przez komórki śródmiąższowe nerki, który działa na komórki macierzyste erytrocytów, regulując ich proliferację i chroniąc przed apoptozą. Ze względu na budowę upodobniającą ją do czynników tkankowych o charakterze cytokin uważa się, że EPO poza wpływem na układ czerwonokrwinkowy może też regulować pracę układu odpornościowego. Przemawiają za tym wyniki licznych badań przeprowadzonych wśród chorych na przewlekłą chorobę nerek (PChN), którym podaje się rekombinowaną ludzką erytropoetynę (rhEPO) w celu wyrównania niedokrwistości, która jest nieodłącznym elementem tej choroby. W publikacji omówiono zaburzenia funkcjonowania układu odpornościowego z uwzględnieniem różnych rodzajów odpowiedzi immunologicznej. Przedstawiono też wyniki badań dotyczących pozytywnego wpływu leczenia za pomocą rhEPO u chorych hemodializowanych, które wskazują na istnienie wielu mechanizmów poprawy odpowiedzi immunologicznej u tych pacjentów. Artykuł ma na celu zwrócić uwagę na fakt, że poprawa funkcjonowania układu odpornościowego u pacjentów z PChN nie wydaje się być jedynie efektem korekcji niedokrwistości. Przemawia za tym zmiana ekspresji antygenów na limfocytach, dzięki którym możliwe są ich wzajemne relacje, poprawa proliferacji limfocytów T oraz zmiany w profilu cytokin u tych chorych. Owe zmiany mogą wynikać z naśladowania przez EPO działania innych cytokin bądź bezpośredniego wpływu na limfocyty i monocyty poprzez receptor dla EPO lub inne receptory z rodziny receptorów hematopoetyn, które charakteryzują się podobną budową i przekazują sygnał przez podobny system sygnalizacyjny w komórce

Influence of oxygen concentration on T cell proliferation and susceptibility to apoptosis in healthy men and women

Introduction. Much of what we know about the functioning of human T lymphocytes is based on the experiments carried out in atmospheric oxygen (O2) concentrations, which are significantly higher than those maintained in blood. Interestingly, the gender differences in the activity of T cells and their susceptibility to apoptosis under different O2 conditions have not yet been described. The aim of the study was to compare two main markers of lymphocyte function: proliferation capacity and ability to produce cytokines as well as their susceptibility to apoptosis under two different O2 concentrations, between men and women. Materials and methods. 25 healthy volunteers, both males (13) and females (12) were recruited to the study (mean age 25.48 ± 5.51). By using cytometry proliferation parameters of human CD4+ CD28+ cells or CD8+CD28+ cells in response to polyclonal stimulation of the TCR/CD3 complex at atmospheric (21%) and physiological (10%) O2 concentrations using our modified dividing cell tracking technique (DCT) were analyzed as well as the percentages of apoptotic cells. We also determined the levels of IFN-γ, IL-2, IL-10 and IL-17A using Cytometric Bead Array Flex system in cell culture supernatants. Results. CD4+CD28+ and CD8+CD28+ cells from the whole study group were characterized by shorter time required to enter the first (G1) phase of the first cell cycle at 21% compared to 10% O2. Both T cell populations performed significantly more divisions at 21% O2. The percentages of dividing cells were also significantly higher at atmospheric O2. Interestingly, data analysis by gender showed that male lymphocytes had similar proliferative parameters at both O2 concentrations while female lymphocytes proliferate more efficiently (note from the author: we cannot say that lymphocytes proliferate faster, rather more effectively, because cells perform more divisions, which gives more percentage of offspring cells) at 21% oxygen. Compared to males, the female CD4+ cells showed increased susceptibility to apoptosis at both O2 concentrations. No differences in the levels of cytokines regardless of gender and oxygen conditions were found. Conclusions. We showed that in vitro female T cells (both CD4+ and CD8+ cells) are more sensitive than male lymphocytes to low O2 concentration as demonstrated by the decrease in their proliferation dynamics. The effect does not depend on increased apoptosis of female T cells under low O2 because percentage of apoptotic cells was similar at both O2 concentrations

Rola limfocytów B w mechanizmach patogenezy wybranych chorób

Układ immunologiczny zdrowego człowieka ma za zadanie obronę oraz utrzymywanie homeostazy organizmu poprzez kontrolowanie antygenów zarówno wnikających do ustroju, jak i tych, które są w nim produkowane. Do najważniejszych komórek pełniących taką funkcję należą ściśle ze sobą współistniejące różne populacje limfocytów. To od nich zależą rozpoznanie antygenu i reakcja mająca na celu jego neutralizację. Jedną z form tej aktywności neutralizującej potencjalny patogen jest produkcja przeciwciał, których źródłem są limfocyty B. Zaburzenia funkcji tych tak zwanych efektorów odpowiedzi humoralnej (prowadzące w konsekwencji do zaburzeń liczby i swoistości przeciwciał) są podstawą (elementem patogenezy) wielu chorób i jako takie stały się celem licznych prac badawczych. Liczebność i proporcje klas limfocytów B, wielkość ich odpowiedzi na stymulację oraz poziom, klasy i swoistość wytwarzanych przeciwciał są bardzo ważnymi czynnikami diagnostycznymi i prognostycznymi w tak na pozór różnych chorobach, jak między innymi: przewlekła obturacyjna choroba płuc, astma oskrzelowa, śródmiąższowe zapalenie płuc, rak płuc czy, co oczywiste, liczne choroby autoimmunologiczne. Fakt ten podkreśla uniwersalność zastosowania obserwacji limfocytów B w kontroli przebiegu wielu schorzeń i ponownie wykazuje, że stan układu immunologicznego odzwierciedla stan zdrowia danej osoby. Forum Medycyny Rodzinnej 2011, tom 5, nr 1, 37-4

Amphoteric dissolution of two-dimensional polytriazine imide carbon nitrides in water

Crystalline two-dimensional carbon nitrides with polytriazine imide (PTI) structure are shown to act amphoterically, buffering both HCl and NaOH aqueous solutions, resulting in charged PTI layers that dissolve spontaneously in their aqueous media, particularly for the alkaline solutions. This provides a low energy, green route to their scalable solution processing. Protonation in acid is shown to occur at pyridinic nitrogens, stabilized by adjacent triazines, whereas deprotonation in base occurs primarily at basal plane NH bridges, although NH 2 edge deprotonation is competitive. We conclude that mildly acidic or basic pHs are necessary to provide sufficient net charge on the nanosheets to promote dissolution, while avoiding high ion concentrations which screen the repulsion of like-charged PTI sheets in solution. This article is part of the theme issue 'Exploring the length scales, timescales and chemistry of challenging materials (Part 2)'

Aquaporin-like water transport in nanoporous crystalline layered carbon nitride

Designing next-generation fuel cell and filtration devices requires the development of nanoporous materials that allow rapid and reversible uptake and directed transport of water molecules. Here, we combine neutron spectroscopy and first-principles calculations to demonstrate rapid transport of molecular H2O through nanometer-sized voids ordered within the layers of crystalline carbon nitride with a polytriazine imide structure. The transport mechanism involves a sequence of molecular orientation reversals directed by hydrogen-bonding interactions as the neutral molecules traverse the interlayer gap and pass through the intralayer voids that show similarities with the transport of water through transmembrane aquaporin channels in biological systems. The results suggest that nanoporous layered carbon nitrides can be useful for developing high-performance membranes

X-ray imaging with gaseous detectors using the VMM3a and the SRS

The integration of the VMM3a Application-Specific Integrated Circuit (ASIC) into RD51's Scalable Readout System (SRS) provides a versatile tool for the readout of Micro-Pattern Gaseous Detectors (MPGDs). With its self-triggered high-rate readout, its analogue part that allows to get information on the deposited energy in the detector, and its so-called neighbouring-logic that allows to recover information on the charge distribution, this new system has features of particular interest for digital X-ray imaging. In the present article, we want to emphasise the capabilities of VMM3a/SRS by presenting results of X-ray imaging studies. We will highlight the advantages on the energy and the spatial resolution provided by the neighbouring-logic. In the first part, we focus on spatial resolution studies. We show how segmented readout structures introduce a repeating pattern in the distribution of the reconstructed positions (using the centre-of-gravity method) and how this behaviour can be mitigated with the neighbouring-logic. As part of these studies, we explore as well an alternative position reconstruction algorithm. In the second part of the article, we present the energy resolution studies.Peer reviewe