Аллель-специфическая экспрессия генов при канцерогенезе

Recent large-scale genomic studies established the occurrence of multiple DNA sequence variants in genomes of healthy individuals that differ from the reference sequence. Among these variants mostly represented by germline single nucleotide polymorphisms disease-related alleles are detected including alleles which are associated with monogenic disorders, and putative deleterious genetic variants. Apart from functional significance of a particular variant and of a gene harboring it, the penetrance of these allelic variants depends on their expression level and can be determined by preferential expression of a particular allele, or allele-specific expression. It is estimated that 20–30 % of genes present in the human genome display allelic bias in a tissue-specific manner. Allele-specific expression is defined by a range of genetic and epigenetic mechanisms including cis-regulatory polymorphisms, allele-specific binding of transcription factors, allele-specific DNA methylation and regulation through non-coding RNA.Although the data on the issue are scarce, allele-specific expression has been reported to be implicated in several hereditary disorders including benign and malignant tumors of the large intestine. Recent studies that estimate allele-specific expression incidence in tumors and identify wide range of genes displaying allelic imbalance indicate that allele-specific expression might play a significant role in carcinogenesis. Eventually, estimation of transcriptional rate of allelic variants which cause dysfunction of oncogenes and tumor suppressors may prove to be essential for rational choice of antitumor therapeutic strategy. In this review, we outline the main concepts and mechanisms of allele-specific expression and the data on allelic imbalance in tumors.В результате масштабных исследований человеческого генома, проведенных в последние годы, было установлено наличие в геномах здоровых индивидов множества вариантов последовательностей ДНК, отличных от референсной последовательности. Среди этих вариантов, подавляющую часть которых составляют герминативные однонуклеотидные полиморфизмы, обнаруживают аллельные варианты, ассоциированные с развитием заболеваний, в том числе наследственных моногенных болезней, также регистрируются менее изученные потенциально патогенные варианты. Проявление таких вариантов в фенотипе зависит не только от функциональной значимости самой мутации и содержащего ее гена, но и от уровня экспрессии измененного аллеля и может быть обусловлено преобладанием экспрессии одного аллеля гена над другим, или аллель-специфической экспрессией.По современным оценкам аллель-специфическая экспрессия затрагивает 20–30 % генов человека и носит тканеспецифичный характер. Аллель-специфическую экспрессию определяет действие ряда генетических и эпигенетических механизмов, включая цис-регуляторные полиморфизмы, аллель-специфическое связывание транскрипционных факторов, аллель-специфическое метилирование ДНК и регуляцию некодирующими РНК.На сегодняшний день имеются данные о роли аллель-специфической экспрессии в развитии некоторых наследственных заболеваний, в том числе наследственных форм опухолей толстого кишечника. Результаты исследований последних лет, дающие приблизительную оценку распространенности этого явления в опухолях и определяющие широкий спектр проявляющих аллельный дисбаланс генов, указывают на то, что значение аллель-специфической экспрессии для развития опухолей, вероятно, недооценено. В перспективе оценка уровней экспрессии аллельных вариантов, приводящих к нарушению функции онкогенов или опухолевых супрессоров, может оказаться значимым фактором для выбора оптимальных схем противоопухолевой терапии.В обзоре рассматриваются предпосылки к возникновению и механизмы аллель-специфической экспрессии, а также имеющиеся в литературе данные об аллельном дисбалансе в опухолях

Влияние нарушенной экспрессии HNF4α на чувствительность клеток гепатоцеллюлярной карциномы к действию ингибиторов проопухолевых сигнальных каскадов

Introduction. Hepatocellular carcinoma (HCC) is characterized by aggressive course, high lethality rate and resistance to current systemic treatment. Analysis of molecular aberrations associated with HCC pathogenesis that control biological properties of HCC allows to evaluate potential efficacy of inhibiting certain oncogenic cascades. The present study is focused on investigation of the impact of reduced expression of the key hepatocyte differentiation regulator, HNF4α, often downregulated in HCC, that influences sensitivity of HCC cells to inhibitors  of the major oncogenic pathways mTOR, CDK4/6-pRb and ROCK.Materials and methods. Changes in cells proliferation and migration caused by HNF4А gene stable knockdown were tested in human HCC cell cultures HepG2 and Huh7 followed by examination of these cellular properties under mTOR (rapamycin), CDK4/6 (PD0332991, palbociclib) and ROCK 1/2 (Y27632) inhibitors treatment. Gene expression levels were estimated by the real-time polymerase chain reaction method (Real-Time PCR).Results. HNF4А gene knockdown alters HepG2 and Huh7 cell migration associated with E-cadherin and N-cadherin expression changes. The HNF4α repression weakens Y27632-induced blockade of HCC cells migration potential. HNF4А gene knockdown causes resistance  of Huh7 cells and increase of HepG2 cells sensitivity to rapamycin and PD0332991 that block cells migration ability.Conclusions. Expression level of HNF4α renders influence on migration of HCC cells and contributes to their sensitivity to mTOR, CDK4/6 and ROCK1/2 inhibitors’ impact on cell migration activity.Введение. Гепатоцеллюлярная карцинома (ГК) характеризуется агрессивным течением, высокой частотой случаев летальности и устойчивостью к существующим схемам терапии. Исследование ассоциированных с патогенезом ГК молекулярных нарушений, которые влияют на биологические свойства клеток ГК, позволяет оценить потенциальную эффективность ингибирования конкретных проопухолевых сигнальных каскадов. Настоящая работа посвящена изучению действия снижения экспрессии ключевого регулятора гепатоцитарной дифференцировки HNF4α, которое часто происходит в ГК, на чувствительность клеток культур ГК к ингибиторам важных проопухолевых сигнальных путей mTOR, CDK4 / 6-pRb и ROCK.Материалы и методы. В культурах ГК человека HepG2 и Huh7 со стабильным нокдауном гена HNF4A определяли изменение пролиферативного и миграционного потенциалов клеток, а также изменение данных свойств при действии ингибиторов mTOR (рапамицина), CDK4 / 6 (PD0 332 991, палбоциклиба) и ROCK 1 / 2 (Y27 632). Уровни экспрессии генов определяли методом полимеразной цепной реакции в реальном времени.Результаты. Нокдаун гена HNF4А вызывает изменение миграционной способности клеток HepG2 и Huh7, ассоциированное с изменением экспрессии Е-кадгерина и N-кадгерина. Снижение экспрессии HNF4α ослабляет опосредованное Y27632-подавление миграционного потенциала в клетках ГК. Нокдаун гена HNF4А приводит к возникновению устойчивости клеток Huh7 и увеличению чувствительности клеток HepG2 к действию рапамицина и PD0 332 991, блокирующих миграционную способность клеток.Заключение. Уровень экспрессии HNF4α влияет на миграционную способность клеток ГК и их чувствительность к действию ингибиторов mTOR, CDK4 / 6 и ROCK1 / 2 на миграционную активность

Infective and nonbacterial thrombotic endocarditis in patients with post-COVID-19 viral-immune myocarditis

The possibility of heart inflammation (both myocardial and endocardial) months after a coronavirus disease 2019 (COVID-19) has not been practically studied, especially since approaches to the treatment of myocarditis in combination with various endocarditis forms have not been developed.Aim. To study the prevalence and mechanisms of SARS-CoV-2-associated endocardial injury in patients with morphologically verified post-COVID-19 myocarditis, as well as to develop approaches to comprehensive therapy.Material and methods. The study included 18 patients with severe morphologically verified post-COVID-19 myocarditis (men, 9; 51,1±9,4 years; 35 to 66 years). Patients with prior verified myocarditis/myocardial infarction, rheumatic heart disease, and systemic immune diseases were excluded. The average time after COVID-19 was 6,5 [3.5; 10] months The diagnosis of myocarditis was confirmed by endomyocardial biopsy (including immunohistochemical examination with antibodies to CD3, CD20, CD45, CD68, and to SARS-CoV-2 antigens; polymerase chain reaction for SARS-CoV-2 RNA, DNA of cardiotropic viruses). The blood level of anticardiac antibodies was determined by indirect immunofluorescence. In addition, echocardiography, magnetic resonance imaging (n=8), cardiac multislice tomography (n=1), and coronary angiography (n=14) were performed.Results. Biopsy revealed active (n=12) and borderline (n=3) lymphocytic myocarditis, eosinophilic (n=2) and giant cell (n=1) myocarditis. In 4 patients, nonbacterial thrombotic endocarditis (NBTE) with parietal and intravascular thrombosis was diagnosed, and in one patient — infective endocarditis (IE) of the bicuspid aortic valve. Myocardial persistence of SARS-CoV-2 was detected in 72% of cases (in 3 patients — with NBTE; in 1 — with IE; in 9 — without endocarditis). Titers of anticardiac antibodies increased by 3-4 times in 94% of patients. Patients with endocarditis were characterized by larger heart chambers, lower ejection fraction (27,5±6,6 vs 36,0±13,4%), more severe pulmonary hypertension, and valvular regurgitation. Intraventricular thrombosis according to echocardiography/magnetic resonance imaging and cardiac embolism was not observed. Treatment in all patients included methylprednisolone at an average dose of 24 mg a day. In 10 patients, the result was monitored for at least 3 months as follows: the ejection fraction was 46,0±12,7% and 44,3±7,3% in patients with and without endocarditis, respectively.Conclusion. Endocarditis in patients with post-COVID-19 myocarditis was detected in 28% (1 patient — IE; 4 — NBTE). The key mechanisms of post-COVID-19 myocarditis and NBTE are long-term (up to 18 months) myocardial persistence of SARS-Cov-2 and the development of an autoimmune reaction. Endocarditis was diagnosed in more severe patients, including those with giant cell and eosinophilic myocarditis. The effectiveness of steroid therapy in combination with anticoagulants in patients with NBTE requires further study. In case of IE, steroids can also be used in the treatment of myocarditis (in combination with antibiotics and immunoglobulin)

Методы детекции специфических для опухолевой ткани однонуклеотидных соматических мутаций в препаратах цДНК из плазмы крови

Introduction. Liquid biopsy is considered as a minimally invasive method of molecular genetic analysis that can be used for early diagnosis, prognosis of disease development, monitoring of residual disease or treatment outcomes, and selection of optimal drug therapy schemes for a patient. Along with the development of tests based on the study of panels of oncologically significant genes or their regions, for various forms of genetically heterogeneous tumors a promising approach could be the use as an object of liquid biopsy of an individual spectrum of somatic mutations of a particular patient that can be detected on the basis of high-throughput sequencing of tumor tissue.Aim. To determine the applicability of different methods for detecting single-nucleotide somatic mutations detected in tumor tissue of a particular patient in cDNA preparations from blood plasma obtained before surgical removal of the tumor and to evaluate the possibility of quantifying the proportion of the alternative variant in the total pool of cDNA. Materials and methods. We used normal and tumor tissue, as well as blood plasma samples from patients with hepatocellular carcinoma, and various methods for detecting single-nucleotide somatic mutations: real-time polymerase chain reaction (PCR) with intercalating dye or with TaqMan probes, droplet digital PCR and high-throughput sequencing of target amplicons.Results. Using the example of a somatic mutation in the TLN1 gene detected in tumor tissue of a patient with hepatocellular carcinoma, methods were developed and tested, each of which allows specific detection of the mutant variant in small amounts (2 ng) of cDNA from the blood plasma of the same patient. The use of droplet PCR and target amplicon sequencing methods allowed us to quantify the proportion of the mutant variant in the total cDNA pool, which was 19.7 and 23.5 %, respectively.Conclusion. Among the methods investigated, droplet digital PCR and targeted amplicon sequencing allow not only reliable detection of mutant variants in small amounts of cDNA, but also adequate quantification, which is particularly important for the development of ways to monitor tumor growth during treatment. The close values of the proportion of mutant variants in cDNA detected by these methods indicate the accuracy of quantitative analysis and the possibility of their use for cross-validation of the results obtained.Введение. Жидкостная биопсия рассматривается как малоинвазивный способ проведения молекулярно-генетического анализа, который может быть использован для ранней диагностики, прогноза течения заболевания, мониторинга остаточной болезни или результатов лечения, а также выбора оптимальных для пациента схем лекарственной терапии. Наряду с разработкой тестов, основанных на исследовании панелей онкологически значимых генов или их участков, для различных форм генетически гетерогенных опухолей перспективным подходом может стать использование в качестве объекта жидкостной биопсии индивидуального спектра соматических мутаций конкретного больного, которые могут быть выявлены с помощью высокопроизводительного секвенирования опухолевой ткани.Цель исследования - определить возможность использования различных методов детекции однонуклеотидных соматических мутаций, выявленных в опухолевой ткани конкретного пациента, в препаратах циркулирующей ДНК (цДНК) из плазмы крови, полученных до хирургического удаления опухоли, и выявить возможность количественной оценки доли альтернативного варианта в общем пуле цДНК.Материалы и методы. В работе использованы препараты нормальной и опухолевой тканей, плазмы крови пациентов с гепатоцеллюлярной карциномой, а также различные методы детекции однонуклеотидных соматических мутаций: полимеразная цепная реакция (ПЦР) в реальном времени с интеркалирующим красителем или с зондами TaqMan, капельная цифровая ПЦР и высокопроизводительное секвенирование таргетных ампликонов.Результаты. На примере соматической мутации в гене TLN1, выявленной в опухолевой ткани пациента с гепатоцеллюлярной карциномой, разработаны и апробированы методы, каждый из которых позволяет специфично детектировать мутантный вариант в малых количествах (2 нг) цДНК из плазмы крови того же пациента. использование капельной ПЦР и секвенирования таргетных ампликонов позволило провести количественную оценку долей мутантного варианта в общем пуле цДНК, которые составили 19,7 и 23,5 % соответственно.Заключение. Капельная цифровая ПЦР и таргетное секвенирование ампликонов позволяют не только надежно детектировать мутантные варианты в малых количествах цДНК, но и адекватно проводить их количественную оценку, что особенно важно для разработки способов мониторинга опухолевого роста в процессе лечения. Близкие значения доли мутантного варианта в цДНК, детектированной этими методами, свидетельствуют о точности количественного анализа и возможности их использования для кросс-валидации получаемых результатов

On the Issue of Retirement Age Increase in Russia

The article analyzes the trends in the Russian labor market which have developed due to demographic processes and social changes, and eventual problems in social welfare system. A possibility and an advisability of increase the Retirement age are estimate

Impact of HNF4α disrupted expression on hepatocellular carcinoma cells sensitivity to oncogenic pathways inhibitors

Introduction. Hepatocellular carcinoma (HCC) is characterized by aggressive course, high lethality rate and resistance to current systemic treatment. Analysis of molecular aberrations associated with HCC pathogenesis that control biological properties of HCC allows to evaluate potential efficacy of inhibiting certain oncogenic cascades. The present study is focused on investigation of the impact of reduced expression of the key hepatocyte differentiation regulator, HNF4α, often downregulated in HCC, that influences sensitivity of HCC cells to inhibitors  of the major oncogenic pathways mTOR, CDK4/6-pRb and ROCK.Materials and methods. Changes in cells proliferation and migration caused by HNF4А gene stable knockdown were tested in human HCC cell cultures HepG2 and Huh7 followed by examination of these cellular properties under mTOR (rapamycin), CDK4/6 (PD0332991, palbociclib) and ROCK 1/2 (Y27632) inhibitors treatment. Gene expression levels were estimated by the real-time polymerase chain reaction method (Real-Time PCR).Results. HNF4А gene knockdown alters HepG2 and Huh7 cell migration associated with E-cadherin and N-cadherin expression changes. The HNF4α repression weakens Y27632-induced blockade of HCC cells migration potential. HNF4А gene knockdown causes resistance  of Huh7 cells and increase of HepG2 cells sensitivity to rapamycin and PD0332991 that block cells migration ability.Conclusions. Expression level of HNF4α renders influence on migration of HCC cells and contributes to their sensitivity to mTOR, CDK4/6 and ROCK1/2 inhibitors’ impact on cell migration activity

Human potential in the system of strategic management of the socio-economic development of the region

У монографії надано результати дослідження стану формування й розвитку людського потенціалу в системі стратегічного управління соціально-економічним розвитком регіону. У роботі проведено оцінку стану і динаміки людського потенціалу як основи соціально-економічному розвитку регіону, досліджено стратегічні програми соціально-економічної політики України й регіону та їх вплив на формування й розвиток людського потенціалу. Визначено існуючі механізми управління формуванням та розвитком людського потенціалу регіону та їх ефективність. У якості сучасної запропоновано імітаційну модель на базі програмної платформи системи Ithink прогнозного аналізу розвитку людських ресурсів на інформаційній базі Одеського регіону з 2000 р. по 2020 рік.The monograph presents the results of the study of the state of formation and human potential development in the system of strategic management of socio-economic development of the region. The monograph assesses the state and dynamics of human potential as a basis for socio-economic development of the region, explores strategic programs of socio-economic policy of Ukraine and the region and their impact on the formation and development of human potential. The existing mechanisms of management of formation and development of human potential of the region and their efficiency are defined. A simulation model based on the software platform of the Ithink system of forecast analysis of human resources development on the information base of the Odessa region from 2000 to 2020 is proposed as a modern one

Economic and institutional principles of improvement of shaping income policy of the population

У монографії надано авторське бачення визначальних теоретичних позицій щодо методології та методики дослідження економіко- інституціональних умов формування доходів населення в державній і регіональній соціальній політиці. Проведено аналіз та оцінка економіко-інституціональних умов формування доходів населення, у тому числі з врахуванням специфіки Одеської області. Визначено пропозиції, напрями та шляхи регуляторного впливу економіко-інституціональних умов на удосконалення політики формування доходів населення.В монографии дано авторское видение определяющих теоретических позиций по методологии и методике исследования экономико- институциональных условий формирования доходов населения в государственной и региональной социальной политике. Проведен анализ и оценка экономико-институциональных условий формирования доходов населения, в том числе с учетом специфики Одесской области. Определены предложения, направления и пути регуляторного влияния экономико-институциональных условий на совершенствование политики формирования доходов населения.The monograph gives the author's vision of defining theoretical positions regarding the methodology and methodology of the study of the economic and institutional conditions for the formation of incomes in the state and regional social policy. The analysis and estimation of the economic-institutional conditions for the formation of incomes, including taking into account the specifics of the Odessa region, was carried out. The proposals, directions and ways of the regulatory influence of the economic-institutional conditions on the improvement of the income generation policy are determined

A method of enhancing the antimicrobial action of antiseptics

Спосіб посилення антимікробної дії шляхом сумісного застосування антисептика та антиоксиданту, відрізняється тим, що як антиоксидант використовується нанокристалічний діоксид церію стабілізований цитратом натрію розміром частинок 2-7 нм.Способ усиления антимикробного действия путем совместного применения антисептика и антиоксиданта, отличается тем, что в качестве антиоксиданта используется нанокристаллический диоксид церия стабилизированный цитратом натрия размером частиц 2-7 нм.The method of enhancing antimicrobial action by the combined use of an antiseptic and an antioxidant is characterized in that nanocrystalline cerium dioxide stabilized with sodium citrate with a particle size of 2-7 nm is used as an antioxidant