Metalloproteinase 9 and its role in the pathogenesis of allergic diseases in children

Metalloproteinases (MMP) play a significant role in the mechanisms of maintaining chronic inflammation and tissue remodeling. The study of concentration changes in these enzymes in the blood serum of children with allergopathology is of great practical and scientific interest.Objective: to study the role of MMP-9 in the pathogenesis of allergic diseases in children. 180 children aged from 1 to 18 years passed a comprehensive clinical and laboratory examination. This study included patients suffering from bronchial asthma (BA) (n = 54), atopic dermatitis (AD) (n = 54) and combination of these pathologies (n = 72). Serum levels of MMP9 were determined by enzyme immunoassay using Cloud-CloneCorp® test systems (USA).The analysis of the obtained data showed that among patients with the established diagnosis of BA, the maximum concentration of this cytokine was registered in children with a moderate course of the disease. The conducted correlation analysis showed the presence of a significant correlation between the severity of asthma and the level of control over the disease (r = 0.63). Similar data was obtained in patients with a combination of BA and AD. In children of this group, there was also a significant increase in serum MMP-9 compared with healthy patients (p = 0.015). The concentration of this matrix metalloproteinase in serum was slightly higher among children with polyvalent sensitization than in patients with monoallergic etiology of the disease (p = 0.272). The values of MMP-9 in patients with only skin manifestations of atopy were significantly higher than in the control group (p = 0.025).The data we obtained showed that all the patients we examined had a significant increase in the level of MMP-9 in the blood serum, which indicates an important role of this cytokine in the pathogenesis of allergic diseases in children

Excitation of durable VHF oscillations in ferrite-filled coaxial lines

Effective methods are suggested for exciting gigahertz-range oscillations in coaxial lines that contain ferrite rings and isotropic material. Within the gyrotropic section, the primary pulsed waveform gets transformed from the TEM into a TM mode. Its further development is analyzed, following the results of real-life and numerical experiments. Special attention is paid to amplitude variations of the ТМ mode, owing to the nonlinear response of the ferrite.Пропонуються ефективні методи збудження осциляцій гігагерцевого діапазону в коаксіальних лініях, що містять уставки з феритових кілець та ізотропного матеріалу. У гіротропній частині лінії первинна імпульсна хвильова форма трансформується з моди ТЕМ у моду ТМ. Проаналізовано їх подальший розвиток за результатами відповідних натурних і числових експериментів. Особливої уваги приділено варіаціям амплітуди ТМ-моди, що пов’язані з нелінійністю електромагнітного відгуку фериту

Нейрогуморальные аспекты обострения бронхиальной астмы у детей

Summary. The leading role in maintenance of bronchial smooth muscle tone belongs to central and peripheral neurohumoral regulatory mechanisms. Correction of the bronchial tone regulatory imbalance in children with asthma exacerbation could discover the optimal therapeutic approach. According to this, 82 patients with asthma exacerbation were examined; 30 healthy children were as controls. Autonomic neural system was investigated in all asthmatic children using spectrum analysis of the heart rhythm variability; vasoactive intestinal peptide (VIP), norepinephrine, сortisole and acetylcholine esterase were also measured in serum. In children with asthma, the prevalence of 2nd order slow waves was found indicating enhanced humoral and metabolic effects; this fact was in consistence with increased serum VIP level in asthma patients (110.61 ± 11.89 ng / ml vs 53.26 ± 16.08 ng / ml in controls). In 40 % of children experiencing asthma attacks, a coefficient of vagosympathetic balance exceeded 2.0 indicating the sympathetic nervous system activation. In asthma patients, increased concentrations of norepinephrine (688.78 ± 63.35 pg / ml vs 416.00 ± 21.26 pg / ml in controls; p < 0.05), acetylcholine esterase (7 897.28 ± 307.25 U / L vs 6 662.38 ± 180.83 U / L; p < 0.05), and cortisol (443.138 ± 46.8839 nmol / L) were also found. These features of the neurohumoral dysregulation could be used to improve bronchodilating therapy in asthmatic children.Резюме. Ведущая роль в поддержании тонуса гладкой мускулатуры бронхов принадлежит центральным и периферическим звеньям нейрогуморального комплекса. Акцентуализация патогенетических звеньев дисбаланса регуляторных механизмов бронхиального тонуса у детей с обострением бронхиальной астмы (БА) позволит найти способы их устранения при оптимальном терапевтическом воздействии. Для реализации поставленной цели были обследованы 82 пациента в период обострения БА. Группу контроля составили 30 здоровых детей. Всем больным проведено комплексное исследование вегетативной нервной системы методом спектрального анализа вариабельности сердечного ритма, а также определение в сыворотке крови вазоинтестинального пептида, норадреналина, кортизола и ацетилхолинэстеразы. По данным спектрального анализа у детей в период обострения БА отмечалось преобладание медленных волн II порядка, свидетельствующих о повышении гуморально-метаболических влияний. Доказательством этого является увеличение концентрации вазоинтестинального пептида в плазме крови пациентов с БА (110,61 ± 11,89 нг / мл) по сравнению с контрольной группой (53,26 ± 16,08 нг / мл). Коэффициент вагосимпатического баланса у 40 % детей, испытывающих приступ удушья, превышал 2,0, что свидетельствует об активации симпатического отдела вегетативной нервной системы. Необходимо также отметить, что у пациентов с БА по сравнению с группой контроля отмечалось повышение концентрации норадреналина в сыворотке крови (688,78 ± 63,35 нг / мл vs 416,00 ± 21,26 нг / мл; p < 0,05), холинэстеразы (7 897,28 ± 307,25 ммоль / л vs 6 662,38 ± 180,83 ммоль / л; p < 0,05) и кортизола (443,138 ± 46,8839 нмоль / л). Выявленные особенности нейрогуморальной регуляции у больных БА позволяют оптимизировать бронхолитическую терапию в период обострения заболевания

Characterization of the Hamamatsu S8664 Avalanche Photodiode for X-Ray and VUV-light detection

We present the first operation of the Avalanche Photodiode (APD) from Hamamatsu to xenon scintillation light and to direct X-rays of 22.1 keV and 5.9 keV. A large non-linear response was observed for the direct X-ray detection. At 415 V APD bias voltage it was of about 30 % for 22.1 keV and about 45 % for 5.9 keV. The quantum efficiency for 172 nm photons has been measured to be 69 +/- 15 %.Comment: 11 pages, 3 figures, submitted to Elsevie

ASSOCIATION OF MATRIX METALLOPROTEINASES GENE POLYMORPHISM WITH CLINICAL MANIFESTATIONS OF BRONCHIAL ASTHMA IN CHILDREN

In the present study, we have examined association between different polymorphic variants of metalloproteinases genes and clinical manifestations of bronchial asthma in children. We observed 103 patients including 42 children with an established diagnosis of asthma. Moreover, 61 persons were examined in the control group. All patients underwent genetic testing by allele-specific polymerase chain reaction. In particular, 320A>C polymorphic locus of ММР20 gene; Val275Ala ММР20, and -8202A>G gene ММР9 were analyzed.We have found that 30 patients (71.4% of total) had bronchial asthma of mild severity, 9 children (21.4%) exhibited moderate degree, and 3 patients (7%) had severe-grade disease. Homozygous C/C variant of the polymorphic ММР20 gene, 320A>C heterozygous variant of the ММР20 Val275Ala polymorphism, and heterozygous locus of -8202A>G ММР9 gene were found to be most frequent among the children with asthma. Generally, we have observed that the frequencies of the studied alleles and genotypes did not significantly differ berween the asthma patients and children from the control group (p < 0.05). However, in patients with GGgenotype of -8202A>G ММР9 polymorphism combined with homozygosity for the C allele of ММР20 320A>C, a more severe disease was observed, being combined with polyvalent sensitization and high total IgE levels in blood serum.In conclusion, frequencies of alleles and genotypes among patients with asthma did not show any statistically significant differences from the group of healthy children. The patients homozygous for G allele of ММР9 -8202A>G polymorphism gene and for the C allele ММР20 gene (320A>C) seem to be predisposed for a more severe clinical course of the disease

Анализ ассоциации полиморфных вариантов генов факторов роста с риском развития бронхиальной астмы у детей

The aim of this study was to assess growth factor genes involvement in the pathogenesis of asthma. Methods. Associations between Arg25Pro polymorphic loci of transforming growth factor β growth (TGF β1) gene, A2073T epidermal growth factor receptor (EGFR) gene, C634G vascular endothelial growth factor (VEGFA) gene and a risk of bronchial asthma development were analyzed. DNA samples were isolated from peripheral blood leukocytes of 30 children with asthma and 27 healthy subjects. Gene polymorphisms were determined by the allele-specific polymerase chain reaction. Results. The study revealed an association between Arg25Pro polymorphism of TGF β1 gene, C634G polymorphism of VEGFA gene and increased risk of asthma in children. The majority of patients were homozygous for 2073T allele of EGFR gene or carriers of ArgArg genotype of TGFβ1 gene. Frequencies of C634G polymorphism of VEGFA gene did not differed significantly between healthy children and asthma patients. Conclusion. The results of this study could help to select patients predisposed to asthma and to develop preventive measures taking into account individual characteristics of each patient.Целью данного исследования явилась оценка вовлеченности генов факторов роста в патогенез бронхиальной астмы (БА). Для этого проведен анализ ассоциации полиморфных локусов Arg25Pro гена трансформирующего фактора роста-β1 (TGF-β1), A2073T гена рецептора эпидермального фактора роста (EGFR) и C634G гена фактора роста эндотелия сосудов (VEGFA) с риском развития заболевания у детей. Материалы и методы. Из лейкоцитов периферической крови детей, страдающих БА (n = 30), и здоровых (n = 27), сопоставимых по полу и возрасту, выделены образцы ДНК. Верификация диагноза у детей с БА проводилась в соответствии с Национальной программой «Бронхиальная астма у детей. Стратегия лечения и профилактика» (2016). Определение полиморфных вариантов исследуемых генов проводилось методом аллель-специфичной полимеразной цепной реакции с использованием наборов реагентов SNP-экспресс. Результаты. В исследовании выявлена ассоциация полиморфизмов Arg25Pro гена TGFβ1 и полиморфизма C634G гена VEGFA с повышенным риском развития БА у детей. Установлено, что большинство больных являются гомозиготами по аллели 2073Т гена EGFR и носителями ArgArg генотипа гена TGFβ1, а риск развития БА значительно повышен у детей, являющихся носителями ArgArg генотипа гена TGFβ1 и гомозиготами по аллели634Cили гетерозиготами C634G гена VEGFA. Заключение. Полученные данные позволяют не только диагностировать предрасположенность к БА, но и разработать комплекс профилактических мероприятий с учетом индивидуальных особенностей каждого больного

Роль мутаций генов металлопротеиназ и рецептора эпителиального фактора роста в патогенезе бронхиальной астмы у детей

The pathogenesis of bronchial asthma (BA) is based on chronic allergic inflammation of bronchi, which affects not only microcirculation disorders, activation of lipid peroxidation, but also tissue remodeling. Matrix metalloproteinases (MMP) and epithelial growth factor (EGF) play a significant role in bronchial remodelling processes. This paper attempts to investigate the effect of gene mutations ММР and EGFR on the development of BA as well as evaluate the role of intergenic interaction. Methods. Polymorphic variants were studied in BA patients and control group patients by allelspecific polymerase chain reaction (using SNP-express reagent kits). 2073A>T gene EGFR, 320A>C gene MMP20, 837Т>C gene MMP20 и -8202A>G gene MMP9. Results. The analysis of the genetic study results showed statistically significant differences in the frequency of alleles and genotypes in polymorphism. 2073A>T gene EGFR among BA patients and control group children (p < 0.05). Significantly increased allel frequency is registered. 2073T gene EGFR in the group of BA patients (82.5%) compared to the control group (55.8%) (p = 0.003). In the study of genes polymorphisms of matrix metalloproteinases no statistically significant differences were revealed. However, the analysis of intergenic interaction shows that polymorphisms -8202A>G gene MMP9 and 2073A>T gene EGFR have a synergistic effect on each other, increasing the risk of developing BA in children. Conclusion. According to the results of studies it was found that the risk of BA development is significantly increased in homozygotes on T-allel polymorphic variant 2073A>T gene EGFR, with the frequency of occurrence of genotypes and alleles of this polymorphism statistically significantly different from the control group (p < 0.05).В основе патогенеза бронхиальной астмы (БА) лежит хроническое аллергическое воспаление бронхов, которое затрагивает процессы не только нарушения микроциркуляции, активации перекисного окисления липидов, но и ремоделирования тканей. Матриксные металлопротеиназы (Matrix metalloproteinases – ММР) и эпителиальный фактор роста (Epidermal Growth Factor – EGF) играют значимую роль в процессах ремоделирования бронхов. В данной работе предпринята попытка исследовать влияние мутаций генов ММР и EGFR на развитие БА, а также оценить роль межгенного взаимодействия. Материалы и методы. У больных, страдающих БА, и пациентов контрольной группы методом аллель-специфичной полимеразной цепной реакции (с использованием наборов реагентов SNP-экспресс) исследованы полиморфные варианты 2073A>T гена EGFR, 320A>C гена MMP20, 837Т>C гена MMP20 и -8202A>G гена MMP9. Результаты. По результатам анализа генетического исследования показано наличие статистически значимых отличий по частоте встречаемости аллелей и генотипов по полиморфизму 2073A>T гена EGFR среди больных БА и детей контрольной группы (р < 0,05). Зарегистрирована значимо повышенная частота аллеля 2073Т гена EGFR в группе больных БА (82,5 %) по сравнению с группой контроля (55,8 %) (р = 0,003). При исследовании полиморфизмов генов матриксных металлопротеиназ у обследованных статистически значимых различий не выявлено. Однако при анализе межгенного взаимодействия показано, что полиморфизмы -8202A>G гена MMP9 и 2073A>T гена EGFR оказывают синергичное влияние друг на друга, повышая риск развития БА у детей. Заключение. По результатам исследований установлено, что риск развития БА значительно повышен у гомозигот по Т-аллели полиморфного варианта 2073A>T гена EGFR, при этом частота встречаемости генотипов и аллелей данного полиморфизма статистически значимо отличается от таковой в группе контроля (р < 0,05)

Phenomenology of Light Sneutrino Dark Matter in cMSSM/mSUGRA with Inverse Seesaw

We study the possibility of a light Dark Matter (DM) within a constrained Minimal Supersymmetric Standard Model (cMSSM) framework augmented by a SM singlet-pair sector to account for the non-zero neutrino masses by inverse seesaw mechanism. Working within a 'hybrid' scenario with the MSSM sector fixed at high scale and the singlet neutrino sector at low scale, we find that, contrary to the case of the usual cMSSM where the neutralino DM cannot be very light, we can have a light sneutrino DM with mass below 100 GeV satisfying all the current experimental constraints from cosmology, collider as well as low-energy experiments. We also note that the supersymmetric inverse seesaw mechanism with sneutrino as the lightest supersymmetric partner can have enhanced same-sign dilepton final states with large missing transverse energy (mET) coming from the gluino- and squark-pair as well as the squark-gluino associated productions and their cascade decay through charginos. We present a collider study for the same-sign dilepton+jets+mET signal in this scenario and propose some distinctions with the usual cMSSM. We also comment on the implications of such a light DM scenario on the invisible decay width of an 125 GeV Higgs boson.Comment: 24 pages, 4 figures, 7 tables; matches published versio

Особенности микроэлементного статуса у детей с острой крапивницей

Background: The increase in the occurrence of allergic dermatoses, especially in young children, is one of the urgent problems of pediatrics. The development of allergic reactions may be caused by changes in microelements balance of the body. Objective: Our aim was to study the features of the microelement status in children with acute urticaria.Methods: A comparative study included patients with acute urticaria of varying severity and healthy children (I and IIA groups of health). Study of microelement was carried out in hair samples by X-ray analysis.Results: The study revealed lower content of zinc in hair in patients with urticaria (n = 40) (48 compared to 146 mcg/g in 23 children of control group, p < 0.001). It also revealed lower content of calcium (447 and 2428 mcg/g respectively; p = 0.001) as well as higher content of sulfur (33860 and 26447 mcg/g respectively; p = 0.001) and potassium (537 and 312 mcg/g respectively; p = 0.001). Differences in the iron, nickel, copper, and chlorine content in hair in comparable groups were not detected. There was no association of microelements content with a burdened hereditary allergologic anamnesis.Conclusion: Children with urticaria have dismicroelemntosis, characterized by a decrease in zinc and calcium content, and an increase in the concentration of sulfur and potassium.Увеличение частоты встречаемости аллергических дерматозов, особенно у детей раннего возраста, является одной из актуальных проблем педиатрии. Развитие аллергических реакций может быть следствием изменения баланса микроэлементов в организме.Цель исследования: изучить особенности микроэлементного статуса у детей с острой крапивницей.Методы: в сравнительное исследование включали больных с острой крапивницей различной степени тяжести и здоровых детей (I и IIA группы здоровья). Изучение микроэлементного статуса осуществляли в пробах волос методом рентгенофлуоресцентного анализа.Результаты: у пациентов с крапивницей (n = 40) установлено более низкое содержание в волосах цинка (48 в сравнении со 146 мкг/г у 23 детей контрольной группы; р < 0,001) и кальция (447 и 2428 мкг/г, соответственно; р = 0,001), а также более высокое содержание серы (33 860 и 26 447 мкг/г, соответственно; р = 0,001) и калия (537 и 312 мкг/г, соответственно; р = 0,001). Различий в сравниваемых группах по содержанию в волосах железа, никеля, меди и хлора не обнаружено. Исключена и связь содержания микроэлементов с отягощенным наследственным аллергологическим анамнезом.Заключение: у детей с крапивницей установлено наличие дисмикроэлементоза, характеризующегося снижением содержания цинка и кальция, повышением концентрации серы и калия

Search for Dark Matter with CRESST

The search for direct interactions of dark matter particles remains one of the most pressing challenges of contemporary experimental physics. A variety of different approaches is required to probe the available parameter space and to meet the technological challenges. Here, we review the experimental efforts towards the detection of direct dark matter interactions using scintillating crystals at cryogenic temperatures. We outline the ideas behind these detectors and describe the principles of their operation. Recent developments are summarized and various results from the search for rare processes are presented. In the search for direct dark matter interactions, the CRESST-II experiment delivers competitive limits, with a sensitivity below 5x10^(-7) pb on the coherent WIMP-nucleon cross section.Comment: Accepted for publication in New Journal of Physics. 25 pages, 18 figure